【正文】 所以只有一個(gè)熱值。反應(yīng)熱是過程量，與反應(yīng)過程有關(guān)，而熱效應(yīng)是專指定溫反應(yīng)過程中不作有用功時(shí)的反應(yīng)熱，是狀態(tài)量。在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的物系中是否受此限制？答：否。冷卻塔是利用蒸發(fā)冷卻原理，使熱水降溫以獲得工業(yè)用循環(huán)冷卻水的節(jié)水裝置。C。相對(duì)濕度是一個(gè)比值，不能簡單的地說相對(duì)濕度愈大含濕量愈高，他與同溫度下最多能包含的水蒸氣量是相關(guān)的。c)霜是近地面空氣中的水蒸氣在物體上的凝華現(xiàn)象。白天溫度比較高，空氣中可容納較多的水汽。因此會(huì)覺得干燥。混合氣體的溫度和壓力是強(qiáng)度參數(shù)，不能由同樣方法確定。C的1 MPa、20176。第十二章 理想氣體混合物及濕空氣，各種組成氣體可以各自互不影響地充滿整個(gè)體積，他們的行為可以與它們各自單獨(dú)存在時(shí)一樣，為什么？答：混合氣體的熱力學(xué)性質(zhì)取決于各組成氣體的熱力學(xué)性質(zhì)及成分，若各組成氣體全部處在理想氣體狀態(tài)，則其混合物也處在理想氣體狀態(tài)，具有理想氣體的一切特性。而4，不可逆節(jié)流必然帶來做功能力損失，為什么幾乎所有的壓縮蒸氣制冷裝置都采用節(jié)流閥？因此，為了裝置的簡化及運(yùn)行的可靠性等實(shí)際原因采用節(jié)流閥作絕熱節(jié)流。在壓縮空氣制冷循環(huán)中，用兩個(gè)定壓過程來代替逆向卡諾循環(huán)的兩個(gè)定溫過程。，冰箱應(yīng)放置在通風(fēng)處，并距墻壁適當(dāng)距離，以及不要把冰箱溫度設(shè)置過低，為什么？ 說明了全部熱量的利用程度，為什么又說它不能完善地衡量循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性？答：熱量利用系數(shù)說明了全部熱量的利用程度，但是不能完善的衡量循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性。但卻可以取消低溫段的抽汽回?zé)?，使抽汽回?zé)嵩O(shè)備得以簡化，而對(duì)循環(huán)熱效率也能有所補(bǔ)益。卡諾定理當(dāng)中的可逆循環(huán)忽略了循環(huán)當(dāng)中所有的不可逆因素，不存在任何不可逆損失，所以這時(shí)熱能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化只由熱源的條件所決定。對(duì)于混合式回?zé)峒訜崞鳎浩錈崞胶夥匠虨椋捍穑和ㄟ^對(duì)熱機(jī)的效率進(jìn)行分析后知道，提高蒸汽的過熱溫度和蒸汽的壓力，都能使熱機(jī)效率提高。燃?xì)夥謩e進(jìn)入兩臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)，其中燃?xì)廨啓C(jī)Ⅰ發(fā)出的動(dòng)力全部供給壓氣機(jī)，另一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)Ⅱ發(fā)出的動(dòng)力則為輸出的凈功率。1加力燃燒渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)是在噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管入口前裝有加力燃燒用的噴油嘴的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，需要突然提高飛行速度是此噴油嘴噴出燃油，進(jìn)行加力燃燒，增大推力。答：采用定溫壓縮后，顯然循環(huán)的平均吸熱溫度T1降低，而循環(huán)的平均放熱溫度T2卻沒有變化，因此整個(gè)循環(huán)的熱效率反而降低。對(duì)于卡諾循環(huán)來說，又因?yàn)榭ㄖZ循環(huán)的熱效率為， 所以卡諾循環(huán)和它們的效率相等。，總結(jié)分析動(dòng)力循環(huán)的一般方法。答：這是因?yàn)楦邷厝細(xì)獾臏囟冗^高，燃?xì)廨啓C(jī)的葉片無法承受這么高的溫度，所以為了保護(hù)燃?xì)廨啓C(jī)要將燃?xì)饨档蜏囟群笤僖胙b置工作。對(duì)于一般的內(nèi)燃機(jī)來說，工質(zhì)在氣缸內(nèi)壓縮，由于內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速非常高，壓縮過程在極短時(shí)間內(nèi)完成，缸內(nèi)又沒有很好的冷卻設(shè)備，所以一般都認(rèn)為缸內(nèi)進(jìn)行的是絕熱壓縮。對(duì)于不可逆絕熱壓縮過程q = Δu + w，w = ?Δu，而可逆絕熱壓縮過程q = Δu + w，w = q ? Δu所以不可逆過程消耗的功大，數(shù)值為第九章4．壓氣機(jī)按定溫壓縮時(shí)，氣體對(duì)外放出熱量，而按絕熱壓縮時(shí)，不向外放熱，為什么定溫壓縮反較絕熱壓縮更為經(jīng)濟(jì)？答：壓氣機(jī)耗功中有意義的部分是技術(shù)功，不考慮宏觀動(dòng)能和勢能的變化，就是軸上輸入的功（由設(shè)備直接加諸氣體的機(jī)械功），而同樣進(jìn)出口壓力定溫過程消耗的技術(shù)功比絕熱過程少，絕熱過程消耗的技術(shù)功有一部分用于提高氣體溫度。該作出的功沒有作出，就產(chǎn)生了作功能力損失。TiTi,maxTi,min轉(zhuǎn)回曲線等焓線圖7–13 轉(zhuǎn)回曲線(b)縮放噴管，沿截面239。 2 1 239。但是由于出口溫度高于可逆情形下的出口溫度，卡諾講，凡是有溫差的地方就有動(dòng)力，所以這部分焓還具有一定的作功能力，并不是100%作功能力損失（火用損失）。高空氣溫低，由理想氣體音速a=可知當(dāng)?shù)芈曀俦容^低，一定的飛行速度可以取得較高的馬赫數(shù)，而海平面溫度比高空高幾十K，相應(yīng)聲速較大，同樣的飛行速度所獲得的馬赫數(shù)要小一些。答：孤立系統(tǒng)熵增原理給出了熱力學(xué)平衡的一般判據(jù)，即熵判據(jù)。12. 試導(dǎo)出以T、p及p、v為獨(dú)立變量的du方程及以T、v及p、v為獨(dú)立變量的dh方程。10. 常用的熱系數(shù)有哪些？是否有共性？答：熱系數(shù)由基本狀態(tài)參數(shù)p、v、T構(gòu)成，可以直接通過實(shí)驗(yàn)確定其數(shù)值。內(nèi)部變化不再進(jìn)行。（對(duì)比參數(shù)是一種無量綱參數(shù)）7. 物質(zhì)除了臨界狀態(tài)、p–v圖上通過臨界點(diǎn)的等溫線在臨界點(diǎn)的一階導(dǎo)數(shù)等于零、兩階導(dǎo)數(shù)等于零等性質(zhì)以外，還有哪些共性？如何在確定實(shí)際氣體的狀態(tài)方程時(shí)應(yīng)用這些共性？答：8. 自由能和自由焓的物理意義是什么？兩者的變化量在什么條件下會(huì)相等？答：H=G + TS，U=F + TS。Z不能當(dāng)作常數(shù)處理。（5）任一使系統(tǒng)火用增加的過程必然同時(shí)發(fā)生一個(gè)或多個(gè)使火用減少的過程。512孤立系統(tǒng)中進(jìn)行了（1）可逆過程；（2）不可逆過程，問孤立系統(tǒng)的總能、總熵、總火用各如何變化？答：（1）孤立系統(tǒng)中進(jìn)行了可逆過程后，總能、總熵、總火用都不變。qab189。應(yīng)為DS不可逆=DS可逆、Sf，不可逆Sf，可逆、Sg，不可逆Sg，可逆。理由如上。不可逆絕熱過程熵也會(huì)增大。應(yīng)當(dāng)是在同樣的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g。Q1T1T2T2T1Q2Q2Q12WW0REE圖41 圖42如圖4–1所示，某循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)E自高溫?zé)嵩碩1吸熱Q1，將其中一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能W0，其余部分Q2=Q1–W0排向低溫?zé)嵩碩2，如果可以違反克勞修斯說法，即熱量Q2可以不花代價(jià)地自低溫?zé)嵩磦鞯礁邷責(zé)嵩?，如圖中虛線所示那樣，則總的結(jié)果為高溫?zé)嵩词崮?Q1–Q2)，循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生了相應(yīng)的機(jī)械能W0，而低溫?zé)嵩床o變化，相當(dāng)于一臺(tái)從單一熱源吸熱而作功的循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)?！钡恼f法完全錯(cuò)誤，非自發(fā)過程需付出代價(jià)（更強(qiáng)的自發(fā)過程）才能實(shí)現(xiàn)，可逆過程則是一種實(shí)際上不存在的理想過程，兩者之間沒有什么關(guān)系。52理想氣體進(jìn)行定溫膨脹時(shí)，可從單一恒溫?zé)嵩次氲臒崃浚瑢⒅哭D(zhuǎn)變?yōu)楣?duì)外輸出，是否與熱力學(xué)第二定律的開爾文敘述有矛盾？提示：考慮氣體本身是否有變化?！辮, n=0p, n=0T, n=1T, n=1s, n=ks, n=kv, n→177。10．理想氣體定溫過程的膨脹功等于技術(shù)功能否推廣到任意氣體？從熱力學(xué)第一定律的第一表達(dá)式和第二表達(dá)式來看，膨脹功和技術(shù)功分別等于w=q–Du和wt=q–Dh，非理想氣體的Du和Dh不一定等于零，也不可能相等，所以理想氣體定溫過程的膨脹功等于技術(shù)功不能推廣到任意氣體。8．參照?qǐng)D417，試證明：q123185。攪拌功dw以機(jī)械能形式通過系統(tǒng)邊界，在工質(zhì)內(nèi)部通過流體內(nèi)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，從而?dǎo)致溫度和熱力學(xué)能升高。第二組第一式只適用于定容過程，第二式只適用于定壓過程。這一推論錯(cuò)誤在哪里？c=是針對(duì)單相工質(zhì)的，不適用于相變過程。三相點(diǎn)和臨界點(diǎn)是蒸汽壓曲線的兩個(gè)端點(diǎn)。14．氮、氧、氨這樣的工質(zhì)是否和水一樣也有飽和狀態(tài)的概念，也存在臨界狀態(tài)？是的。T0s12p=0pv1 2U11．理想氣體熵變計(jì)算式（339）、（341）、（343）等是由可逆過程導(dǎo)出，這些計(jì)算式是否可以用于不可逆過程初、終態(tài)的熵變？為什么？可以。工質(zhì)的熱力學(xué)能、焓和熵的絕對(duì)零點(diǎn)均為絕對(duì)零度（0K），但是目前物理學(xué)研究成果表明，即使絕對(duì)零度，工質(zhì)的熱力學(xué)能、焓和熵也不準(zhǔn)確為零，在絕對(duì)零度，物質(zhì)仍有零點(diǎn)能，由海森堡測不準(zhǔn)關(guān)系確定。cp/cv不是定值，將隨溫度發(fā)生變化。理想氣體是實(shí)際氣體在低壓高溫時(shí)的抽象。沒有熱量輸入。穩(wěn)定流動(dòng)開口系內(nèi)不同部分工質(zhì)的比熱力學(xué)能、比焓、比熵等的改變僅僅是依坐標(biāo)的改變。焓=熱力學(xué)能+占位能9．氣體流入真空容器，是否需要推動(dòng)功？推動(dòng)功的定義為，工質(zhì)在流動(dòng)時(shí)，推動(dòng)它下游工質(zhì)時(shí)所作的功。6． 熱力學(xué)第一定律解析式有時(shí)寫成下列兩者形式：q=Du＋w q=Du＋pdv分別討論上述兩式的適用范圍。3．能否由基本能量方程式得出功、熱量和熱力學(xué)能是相同性質(zhì)的參數(shù)的結(jié)論？q=Du＋w不能。根據(jù)可逆的概念，當(dāng)系統(tǒng)完成可逆過程（包括循環(huán)）后接著又完成其逆向過程時(shí)，與之發(fā)生相互作用的外界也應(yīng)一一回復(fù)到原來的狀態(tài)，不遺留下任何變化；若循環(huán)中存在著不可逆因素，系統(tǒng)完成的是不可逆循環(huán)時(shí)，雖然系統(tǒng)回復(fù)到原來狀態(tài)，但在外界一定會(huì)遺留下某種永遠(yuǎn)無法復(fù)原的變化。(a)(b)圖116 思考題8附圖⒏　圖116a、b所示容器為剛性容器：⑴將容器分成兩部分。它利用了“溫度是相互熱平衡的系統(tǒng)所具有的一種同一熱力性質(zhì)”，這一性質(zhì)就是“溫度”的概念。一個(gè)系統(tǒng)能否絕熱與其邊界是否對(duì)物質(zhì)流開放無關(guān)?！豆こ虩崃W(xué)》思考題第1章 基本概念，系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量將保持恒定，那么，系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量保持恒定的熱力系一定是閉口系統(tǒng)嗎?答：否。⒊平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)有何區(qū)別和聯(lián)系，平衡狀態(tài)與均勻狀態(tài)有何區(qū)別和聯(lián)系?答：“平衡狀態(tài)”與“穩(wěn)定狀態(tài)”的概念均指系統(tǒng)的狀態(tài)不隨時(shí)間而變化，這是它們的共同點(diǎn)；但平衡狀態(tài)要求的是在沒有外界作用下保持不變；而平衡狀態(tài)則一般指在外界作用下保持不變，這是它們的區(qū)別所在。⒍經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)的缺點(diǎn)是什么?為什么?答：由選定的任意一種測溫物質(zhì)的某種物理性質(zhì)，采用任意一種溫度標(biāo)定規(guī)則所得到的溫標(biāo)稱為經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)。一部分裝氣體，一部分抽成真空，中間是隔板。⒒工質(zhì)及氣缸、活塞組成的系統(tǒng)經(jīng)循環(huán)后，系統(tǒng)輸出的功中是否要減去活塞排斥大氣功才是有用功？答：不需要?；灸芰糠匠淌絻H僅說明且充分說明功、熱量和熱力學(xué)能都是能量，都是能量存在的一種形式，在能量的數(shù)量上它們是有等價(jià)關(guān)系的。前者適用于任意系統(tǒng)、任意工質(zhì)和任意過程。下游無工質(zhì)，故不需要推動(dòng)功。12．開口系實(shí)施穩(wěn)定流動(dòng)過程，是否同時(shí)滿足下列三式：dQ=dU+dW dQ=dH+dWt dQ=dH++mgdz+dWi上述三式中，W、Wt和Wi的相互關(guān)系是什么？答：都滿足。qm1（h1+cf12/2+gz1）+ qm2（h2+cf22/2+gz2）離開系統(tǒng)的能量：qm3帶出的，沒有機(jī)械能（軸功）輸出。2．氣體的摩爾體積Vm是否因氣體的種類而異？是否因所處狀態(tài)不同而異？？氣體的摩爾體積Vm不因氣體的種類而異。6．邁耶公式cp–cv=Rg是否適用于動(dòng)力工程中應(yīng)用的高壓水蒸氣？是否適用于地球大氣中的水蒸氣？不適用于前者，一定條件下近似地適用于后者。（熱力學(xué)第三定律可以表述為，絕對(duì)零度可以無限接近，但永遠(yuǎn)不可能達(dá)到。熵是狀態(tài)參數(shù)，其變化與過程路徑無關(guān)。幾乎所有的純物質(zhì)（非混合物）都有飽和狀態(tài)的概念，也存在臨界狀態(tài)。三相點(diǎn)容易實(shí)現(xiàn)，臨界點(diǎn)不容易實(shí)現(xiàn)。第四章氣體和蒸汽的基本熱力過程1．試以理想氣體的定溫過程為例，歸納氣體的熱力過程要解決的問題及使用方法。3．在定容過程和定壓過程中，氣體的熱量可根據(jù)過程中氣體的比熱容乘以溫差來計(jì)算。dQ是通過邊界傳遞的熱能，不包括機(jī)械能。 q143。11．下列三式的使用條件是什么？p2v2k=p1v1k，T1v1k1=T2v2k1，T1=T2使用條件是：理想氣體，可逆絕熱過程?！?AApT，說明水蒸氣的熱力過程與理想氣體的熱力過程的分析計(jì)算有什么異同？相同點(diǎn)：都是首先確定起始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)，然后在計(jì)算過程的作功量等數(shù)據(jù)。答：理想氣體進(jìn)行定溫膨脹時(shí)，壓力不斷降低，體積越來越大。54請(qǐng)給“不可逆過程”一個(gè)恰當(dāng)?shù)亩x。所以，違反克勞修斯說法必然違反開爾文說法，類似地，違反開爾文說法也必然違反克勞修斯說法，兩種說法完全等價(jià)（圖42）。否則沒有比較基礎(chǔ)。（2） 錯(cuò)，不準(zhǔn)確?？梢哉f：“使孤立系統(tǒng)熵增大的過程必為不可逆過程。因?yàn)殪厥菭顟B(tài)參數(shù)，同一初始狀態(tài)和同一終了狀態(tài)之間的熵差保持同一數(shù)值，與路徑無關(guān)。189。（2）孤立系統(tǒng)中進(jìn)行了不可逆過程后，總能不變，總熵、總火用都發(fā)生變化。515 閉口系統(tǒng)絕熱過程中，系統(tǒng)由初態(tài)1變化到終態(tài)2，則w=u1–u2。3. 范德瓦爾方程的精度不高，但是在實(shí)際氣體狀態(tài)方程的研究中范德瓦爾方程的地位卻很高，為什么？答：范德瓦爾方程是第一個(gè)實(shí)際氣體狀態(tài)方程，在各種實(shí)際氣體狀態(tài)方程中它的形式最簡單；它較好地定性地描述了實(shí)際氣體的基本特征；其它半理論半經(jīng)驗(yàn)的狀態(tài)方程都是沿范德瓦爾方程前進(jìn)的。dg =dh–d(Ts) =dh–Tds–sdT，簡單可壓縮系統(tǒng)在可逆等溫等壓條件下，處于平衡狀態(tài)：dg =–Tds，ds=0222。進(jìn)而可以認(rèn)為g、f是系統(tǒng)內(nèi)部變化的能力和標(biāo)志，所以分別稱為自由焓、自由能，相應(yīng)地，TS可稱為束縛能。11. 如何利用狀態(tài)方程和熱力學(xué)一般關(guān)系式求取實(shí)際氣體的Du、Dh、Ds？答：根據(jù)熱力學(xué)一般關(guān)系式和狀態(tài)方程式以及補(bǔ)充數(shù)據(jù)，可以利用已知性質(zhì)推出未知性質(zhì)，并求出能量轉(zhuǎn)換關(guān)系。13. 本章導(dǎo)出的關(guān)于熱力學(xué)能、焓、熵的一般關(guān)系式是否可用于不可逆過程？答：由于熱力學(xué)能、焓、熵都是狀態(tài)參數(shù)，其變化與過程無關(guān)，所以其結(jié)果也可以用于不可逆過程。孤立系統(tǒng)中過程進(jìn)行的方向是使熵增大的方向，當(dāng)熵達(dá)到最大值時(shí)，過程不能再進(jìn)行下去，孤立系統(tǒng)達(dá)到熱力學(xué)平衡狀態(tài)。此外，高空空氣比海平面稀薄得多，飛行阻力也小得多，所以飛行速度上也會(huì)有差異。8．如圖7–17所示，（a）為漸縮噴管，（b）為縮放噴管。 2 (a) (b)圖7–17 思考題7–8附圖答：（1）兩噴管最小截面積相等，則兩噴管的流量相等，出口截面流速和壓力不相等。–239。11．多股氣流匯合成一股混合氣流稱作合流，請(qǐng)導(dǎo)出各股支流都是理想氣體的混合氣流溫度表達(dá)式。