【正文】 12．T–s圖上如何表示絕熱過程的技術(shù)功wt和膨脹功w？p=0v=0—v和T—s圖上如何判斷過程q、w、Du、Dh的正負(fù)。計算過程中，始終要符合熱力學(xué)第一定律。當(dāng)壓力低到外界壓力時，就不能再繼續(xù)降低了，過程也就停止了。請歸納熱力過程中有哪幾種不可逆因素？答：各種不可逆因素總可以表示為將機械能耗散為熱能，例如溫差傳熱，卡諾說：凡是有溫度差的地方都可以產(chǎn)生動力。56下列說法是否有錯誤：（1）循環(huán)凈功Wnet愈大則循環(huán)熱效率愈高；（2）不可逆循環(huán)熱效率一定小于可逆循環(huán)熱效率；（3）可逆循環(huán)熱效率都相等。57循環(huán)熱效率公式：和是否完全相同？各適用于哪些場合？答：不同。不可逆放熱過程，當(dāng)放熱引起的熵減大于不可逆引起的熵增時（亦即當(dāng)放熱量大于不可逆耗散所產(chǎn)生的熱量時），它也可以表現(xiàn)為熵略微減少，但沒有可逆放熱過程熵減少那么多?！保?）對。p b a c 0 v圖5–34（3）錯。qca189。513 例5–、310K，w1–2，max=w= kJ/kg，但根據(jù)最大有用功的概念，膨脹功減去排斥大氣功（無用功）才等于有用功，這里是否有矛盾？答：沒有矛盾?？紤]排斥大氣作功，有用功為wu= u1–u2–p0(v1–v2)，但據(jù)火用的概念系統(tǒng)由初態(tài)1變化到終態(tài)2可以得到的最大有用功即為熱力學(xué)能火用差：wu,max=ex,U1–exU2= u1–u2–T0(s1–s2)–p0(v1–v2)。4. 范德瓦爾方程中的物性常數(shù)a和b可以由實驗數(shù)據(jù)擬合得到，也可以由物質(zhì)的Tcr、pcr、vcr計算得到，需要較高的精度時應(yīng)采用哪種方法，為什么？答：實驗數(shù)據(jù)來自于實際，而范德瓦爾臨界壓縮因子與實際的壓縮因子誤差較大，所以由試驗數(shù)據(jù)擬合得到的接近于實際。dg=0。與火用相比，吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能不需要與環(huán)境狀態(tài)聯(lián)系，且是工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。例如，當(dāng)計算單位質(zhì)量氣體由參考狀態(tài)p0、T0變到某一其它狀態(tài)p、T后焓的變化時，可利用dH方程式，即式（545）。14. 試根據(jù)cp–cv的一般關(guān)系式分析水的比定壓熱容和比定容熱容的關(guān)系。在等溫定壓條件下，熵判據(jù)退化為吉布斯自由能（自由焓）判據(jù)：系統(tǒng)的自發(fā)過程朝著使吉布斯自由能減小的方向進(jìn)行；等溫定容條件下，熵判據(jù)退化為亥姆霍茲自由能（自由能）判據(jù)：系統(tǒng)的自發(fā)過程朝著使亥姆霍茲自由能減小的方向進(jìn)行。4．當(dāng)氣流速度分別為亞聲速和超聲速時，下列形狀的管道（圖7–16）宜于作噴管還是宜于作擴壓管？圖7–16 思考題7–4附圖答：亞聲速時 噴管 擴壓管 噴管 都不適合超聲速時 擴壓管 噴管 擴壓管 都不合適5．當(dāng)有摩擦損耗時，噴管的流出速度同樣可用cf2=來計算，似乎與無摩擦損耗時相同，那么，摩擦損耗表現(xiàn)在哪里呢？答：如右側(cè)溫熵圖，兩條斜線是等壓線，垂直線是可逆絕熱膨脹過程。進(jìn)口截面壓力均為1MPa，進(jìn)口流速cf1可忽略不計。漸縮噴管出口截面流速為當(dāng)?shù)匾羲?，出口截面壓力等于臨界壓力（），縮放噴管出口截面壓力等于背壓（充分膨脹情況下），出口截面流速為超聲速（）。切去一段后，噴管形狀不足以保持完全膨脹，出口壓力高于背壓，出口流速比切去一段以前?。ㄈ詾槌曀伲瑖姽芰髁坎蛔??；旌蠚怏w的熵值是否等于各股支流熵值之和，為什么？應(yīng)該怎么計算？第八章 答：由第一定律能量方程式，定溫過程，所以，同時則有多變過程絕熱壓縮過程，所以等溫過程所作的功為圖71中面積12Tmn1，絕熱過程所作的功為圖中面積1fn1，隨定壓預(yù)脹比ρ的增大而降低？3. 卡諾定理指出兩個熱源之間工作的熱機以卡諾機的熱效率最高，為什么斯特林循環(huán)的熱效率可以和卡諾循環(huán)的熱效率一樣？答：分析動力循環(huán)的一般方法：首先，應(yīng)用“空氣標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)”把實際問題抽象概括成內(nèi)可逆理論循環(huán)，分析該理論循環(huán)，找出影響循環(huán)熱效率的主要因素以及提高該循環(huán)效率的可能措施，以指導(dǎo)實際循環(huán)的改善；然后，分析實際循環(huán)與理論循環(huán)的偏離程度，找出實際損失的部位、大小、原因及提出改進(jìn)辦法。？實際中是否采用？為什么？，膨脹過程在理想極限情況下采用定溫膨脹，可增大膨脹過程作出的功，因而增加了循環(huán)凈功(如圖82)，但在沒有回?zé)岬那闆r下循環(huán)熱效率反而降低，為什么？答：原方案：循環(huán)吸熱量：Q1=cmΔt，循環(huán)凈功：w0=wTwc=m[(h3h4)(h2h1)] (1)第2 方案：循環(huán)吸熱量：Q1=cmAΔt+ cm BΔt=cmΔt (2)循環(huán)凈功：w0=wTB=mB(h3h4) (3)對于第2 方案，wTA=wc，即：mA(h3h4)=m(h2h1)或(mmB)(h3h4)=m(h2h1) (4)由(3)、(4)解得：w0=m[(h3h4)(h2h1)]結(jié)論：兩種方案循環(huán)吸熱量與循環(huán)凈功均相同，因而熱力學(xué)效果相同，熱效率w0/Q1 必相同。隨著耐熱材料的研究通過提高蒸汽的溫度而提高熱機的效率就可以滿足工業(yè)要求。對于表面式換熱器：熱平衡方程為：，在動力機中膨脹作功后的乏汽被排入冷凝器中，向冷卻水放出大量的熱量q2，如果將乏汽直接送入汽鍋中使其再吸熱變?yōu)樾抡羝?，不是可以避免在冷凝器中放走大量熱量，從而減少對新汽的加熱量q1 大大提高熱效率嗎？這樣想法對不對?為什么？答：這樣的想法是不對的?；?zé)嵫h(huán)是是通過減少了溫差傳熱不可逆因素，從而使熱效率提高，使該循環(huán)向卡諾循環(huán)靠近了一步。在實際工程應(yīng)用中用的是可用能。答：壓縮空氣制冷循環(huán)的制冷系數(shù)為空氣視為理想氣體，且比熱容為定值，則：()()循環(huán)壓縮比為：過程12和34都是定熵過程，因而有：230。循環(huán)壓縮比愈小，制冷系數(shù)愈大，但是循環(huán)壓縮比減小會導(dǎo)致膨脹溫差變小從而使循環(huán)制冷量減小，如圖（b）中循環(huán)17891的循環(huán)壓縮比較循環(huán)12341的小，其制冷量（面積199′1′1）小于循環(huán)12341的制冷量（面積144′1′1）。為了簡化設(shè)備，提高裝置運行的可靠性，所以采用節(jié)流閥。(如果有，就不必壓縮制冷了)？你如何理解限產(chǎn)直至禁用R1R12 這類工質(zhì)？答：制冷劑應(yīng)具備的性質(zhì)：對應(yīng)于裝置的工作溫度，要有適中的壓力；在工作溫度下氣化潛熱要大；臨界溫度應(yīng)高于環(huán)境溫度；制冷劑在Ts 圖上的上下界限線要陡峭；工質(zhì)的三相點溫度要低于制冷循環(huán)的下限溫度；比體積要??；傳熱特性要好；溶油性好；無毒等。？答：否。計算各組分熵值時，應(yīng)該使用分壓力，即。晴天則恰恰相反，所以容易干。 m3的濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量，它非常直接地指出了濕空氣中水蒸氣的量，能不能用絕對濕度衡量濕空氣的吸濕能力？答：絕對濕度并不能完全說明濕空氣的潮濕程度和吸濕能力。霧的形成基本條件，一是近地面空氣中的水蒸氣含量充沛，二是地面氣溫低。C以下)的物體。，問濕空氣的 φ、d、h如何變化？答：φ 減小，d 不變，h 變大。C，請問這批氣體是否合格？為什么？答：合格。為了進(jìn)一步節(jié)水有些地方利用強電場讓已蒸發(fā)到空氣中的水蒸氣凝結(jié)，回收，你對此有什么看法？答：從火力發(fā)電廠冷卻塔蒸發(fā)出來的水霧是由無數(shù)微小水粒構(gòu)成。，化學(xué)反應(yīng)是否都是可逆反應(yīng)？怎樣的反應(yīng)才是可逆反應(yīng)？答：一切含有化學(xué)反應(yīng)的實際過程都是不可逆的。燃料的燃燒反應(yīng)是不作有用功的反應(yīng)，1mol燃料完全燃燒時的定壓熱效應(yīng)常稱為“燃燒熱”其絕對值稱為熱值。證明：若忽略宏觀位能和動能的變化，化學(xué)反應(yīng)過程中熱力學(xué)第一定律解析式可表達(dá)成如下形式：式中：是反應(yīng)熱；是熱力學(xué)能，包含熱內(nèi)能和化學(xué)能；是有用功； 是體積變化功。，而碳的熱值卻不必分高低？答：氫作為燃料燃燒時，燃燒產(chǎn)物可能是氣態(tài)也可能是液態(tài)，所以有高熱值低熱值之分，其差之為潛熱。若反應(yīng)在定溫定容或定溫定壓下不可逆地進(jìn)行，且沒有作出有用功（這時反應(yīng)的不可逆程度最大），則這時的反應(yīng)熱稱為反應(yīng)熱效應(yīng)。這種方法能夠很好地節(jié)約發(fā)電廠因蒸發(fā)而造成的水耗。C，所以合格。在某些條件下，熱水的冷卻主要靠蒸發(fā)散熱，所以熱水流經(jīng)冷卻塔后，溫度可以降到低于冷卻塔的進(jìn)氣溫度（即環(huán)境大氣溫度）。？相對濕度愈大含濕量愈高，這樣說對嗎？答：含濕量d：1 千克干空氣所帶有的的水蒸氣的質(zhì)量。溫度逐漸降低且保持含濕量不變。答：露點：濕空氣中水蒸氣的分壓力所對應(yīng)的飽和溫度稱為濕空氣的露點溫度，或簡稱露點。當(dāng)?shù)陀诼饵c溫度時就有水蒸氣不斷凝結(jié)析出，這就形成了白色霧狀氣體?；旌蠚怏w的熱力學(xué)能、焓和熵都是廣延參數(shù)，具有可加性。 mol氮氣混合構(gòu)成（即xO2=、xN2=）， MPa、20176。？答：因為熱泵循環(huán)與制冷循環(huán)的本質(zhì)都是消耗高質(zhì)能以實現(xiàn)熱量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩膫鬏敗＿@種考慮可行么？為什么？232。而壓縮蒸氣制冷循環(huán)在膨脹過程中，因為工質(zhì)的干度很小，所以能得到的膨脹功也極小。？第十一章答：因為雖然蒸汽動力裝置中水泵進(jìn)出口的壓力差大，但是水泵功約只占汽輪機作功的2%左右，在粗略計算中可以把水泵功忽略，而在燃?xì)廨啓C裝置中，壓氣機耗功占了燃?xì)廨啓C輸出功的很大部分（約60%），因此不能忽略。因此蒸汽循環(huán)的熱效率較低。所以在理想情況下，這兩種回?zé)崞鳑]有差別。另有一種表面式換熱器，如圖1026 所示，蒸汽在管外冷凝，將凝結(jié)熱量傳給管內(nèi)的水，這種布置可減少系統(tǒng)中高壓水泵的數(shù)量。但近年來隨著初壓提高再熱循環(huán)再次受到注意。1有一燃?xì)廨啓C裝置，其流程示意圖如圖84而這正是飛機、艦船對發(fā)動機的要求。，壓縮過程若采用定溫壓縮可減少壓縮所消耗的功，因而增加了循環(huán)凈功(如圖81)，但在沒有回?zé)岬那闆r下循環(huán)熱效率為什么反而降低，試分析之。答：若兩者初態(tài)相同，壓縮比相同，它們的熱效率相等。但是提高增壓比，p1不變，即平均放熱溫度不變，p2提高，即循環(huán)平均吸熱溫度提高，因此循環(huán)的熱效率提高。、比較發(fā)現(xiàn)各種理想循環(huán)在加熱前都有絕熱壓縮過程，這是否是必然的？8．如圖8–13所示的壓縮過程1–2若是可逆的，則這一過程是什么過程？它與不可逆絕熱壓縮過程1–2的區(qū)別何在？兩者之中哪一過程消耗的功大？大多少？答：若壓縮過程12 是可逆的，則為升溫升壓吸熱過程。是為了減小余隙容積的影響。節(jié)流微分效應(yīng)mJ表達(dá)的是節(jié)流過程中溫度–壓力的關(guān)系，溫度、壓力均為狀態(tài)參數(shù)，其變化與路徑無關(guān)，所以可以利用等焓線分析推導(dǎo)。–239。 2 1 239。7．考慮噴管內(nèi)流動的摩擦損耗時，動能損失是不是就是流動不可逆損失？為什么？答：不是。2．如何用連續(xù)性方程解釋日常生活的經(jīng)驗：水的流通截面積增大，流速就降低？答： 在日常生活中，水可視為不可壓縮流體，其比體積不會發(fā)生變化，因而由上式有 Acf=常數(shù)，即截面積變化與速度變化成反比。水的相圖中，液固平衡曲線的斜率為負(fù)值，導(dǎo)致壓力越高，平衡溫度（相變溫度）越低。 對于圖(5)中由線0aA所描述的過程組合，將式(545)先在等壓p0下由T0積分到T，隨后在等溫T下由p0積分到p，其結(jié)果為：pT圖5b(p, T0) p= const. A(p, T)T0= const.T= const.p0= const.0(p0, T0) a(p0, T)將上兩式相加，就可得到： (547) 對于0bA的過程組合，將式(545)先在等溫T0下由p0積分到p，隨后在等壓p下由T0積分到T，由這種組合可以得到： (548)式(547)需要在p0壓力下特定溫度范圍內(nèi)的cp數(shù)據(jù)，而式(548)則需要較高壓力p時的cp數(shù)據(jù)。答：某些狀態(tài)參數(shù)表示成特定的兩個獨立參數(shù)的函數(shù)時，只需一個狀態(tài)參數(shù)就可以確定系統(tǒng)的其它參數(shù)，這樣的函數(shù)就稱為特性函數(shù)。類似地，簡單可壓縮系統(tǒng)在等溫等容條件下，內(nèi)部發(fā)生變化的必要條件是：df0。引入對應(yīng)態(tài)原理，可以使我們在缺乏詳細(xì)資料的情況下，能借助某一資料充分的參考流體的熱力性質(zhì)來估算其它流體的性質(zhì)。2. 壓縮因子Z的物理意義怎么理解？能否將Z當(dāng)作常數(shù)處理？答：由于分子體積和分子間作用力的影響，實際氣體的體積與同樣狀態(tài)下的理想氣體相比，發(fā)生了變化。（3）一杯熱水含有一定的熱量火用，冷卻到環(huán)境溫度，這時的熱量就已沒有火用值。511某種理想氣體由同一初態(tài)經(jīng)可逆絕熱壓縮和不可逆絕熱壓縮兩種過程，將氣體壓縮到相同的終壓，在p–v圖上和T–s圖上畫出兩過程，并在T–s圖上示出兩過程的技術(shù)功及不可逆過程的火用損失。510從點a開始有兩個可逆過程：定容過程a–b和定壓過程a–c，b、c兩點在同一條絕熱線上（見圖5–34），問qa–b和qa–c哪個大？并在T–s圖上表示過程a–b和a–c及qa–b和qa–c。熵是狀態(tài)參數(shù)，只要能夠確定起迄點，就可以確定熵變DS?？赡嫖鼰徇^程熵增大。58下述說法是否正確：（1）熵增大的過程必定為吸熱過程；（2）熵減小的過程必為放熱過程；（3）定熵過程必為可逆絕熱過程；（4）熵增大的過程必為不可逆過程；（5）使系統(tǒng)熵增大的過程必為不可逆過程；（6）熵產(chǎn)Sg0的過程必為不可逆過程。否則沒有比較基礎(chǔ)。55 試證明熱力學(xué)第二定律的各種說法的等效性：若克勞修斯說法不成立，則開爾文說法也不成立。53自發(fā)過程是不可逆過程，非自發(fā)過程必為可逆過程，這一說法是否正確？答：錯。”這種說法有什么不妥當(dāng)？答：熱能不是不可能全部變成機械能，如定溫過程就可以。通過過程的起點劃等熵線（定熵線），過程指向定熵線右側(cè)，系統(tǒng)吸收熱量，q0；過程指向定熵線左側(cè)，系統(tǒng)釋放熱