【正文】 量，q0。p b Tb Tc a cO v圖418題解p b a cO v圖4189．如圖418所示，今有兩個(gè)任意過程a–b及a–c，b點(diǎn)及c點(diǎn)在同一條絕熱線上，(1) 試問Duab與Duac哪個(gè)大？(2) 若b點(diǎn)及c點(diǎn)在同一條定溫線上，結(jié)果又如何？依題意，TbTc，所以DuabDuac。(3) 多變過程即任意過程。再?gòu)?qiáng)調(diào)一遍，過程熱量q和過程功w都是過程量，都和過程的途徑有關(guān)。分析步驟1) 建立過程方程式；2) 找出（基本）狀態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律，確定不同狀態(tài)下參數(shù)之間的關(guān)系；3) 求出能量參數(shù)的變化（過程功、技術(shù)功、熱力學(xué)能、焓、熵、傳熱量等等）；4) 畫出過程變化曲線（在Ts圖、pv圖上）。18．有人根據(jù)熱力學(xué)第一定律解析式dq=dh–vdp和比熱容的定義c=，所以認(rèn)為是普遍適用于一切工質(zhì)的。臨界點(diǎn)兩相歸一，差別消失，相變是連續(xù)相變，沒有相變潛熱。13．試判斷下列各說法是否正確：（1）氣體吸熱后熵一定增大；（2）氣體吸熱后溫度一定升高；（3）氣體吸熱后熱力學(xué)能一定增加；（4）氣體膨脹時(shí)一定對(duì)外作功；（5）氣體壓縮時(shí)一定耗功。Q=DU+W，所以DU=Q–W。8．為什么工質(zhì)的熱力學(xué)能、焓和熵為零的基準(zhǔn)可以任選，所有情況下工質(zhì)的熱力學(xué)能、焓和熵為零的基準(zhǔn)都可以任選？理想氣體的熱力學(xué)能或焓的參照狀態(tài)通常選定哪個(gè)或哪些個(gè)狀態(tài)參數(shù)值？對(duì)理想氣體的熵又如何？我們經(jīng)常關(guān)注的是工質(zhì)的熱力學(xué)能、焓和熵的變化量，熱力學(xué)能、焓和熵的絕對(duì)量對(duì)變化量沒有影響，所以可以任選工質(zhì)的熱力學(xué)能、焓和熵為零的基準(zhǔn)。4．如果某種工質(zhì)的狀態(tài)方程式為pv=RgT，這種工質(zhì)的比熱容、熱力學(xué)能、焓都僅僅是溫度的函數(shù)嗎？是的。還可以討論什么情況下，把氣體按照理想氣體處理，這已經(jīng)是后一個(gè)問題了。答：進(jìn)入系統(tǒng)的能量–離開系統(tǒng)的能量=系統(tǒng)貯存能量的變化系統(tǒng)貯存能量的變化：不變。如果考慮一段時(shí)間內(nèi)活塞式壓氣機(jī)的工作狀況和能量轉(zhuǎn)換情況，就需要把它當(dāng)成穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)處理，包括進(jìn)排氣都認(rèn)為是連續(xù)的。推動(dòng)功既可以出現(xiàn)在開口系能量方程中，也可以出現(xiàn)在閉口系能量方程式中（需要把w拆開，w＝wt＋D(pv)）。w不可能等于pv，w是過程量，pv則是狀態(tài)參數(shù)。2．若在研究飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中工質(zhì)的能量轉(zhuǎn)換規(guī)律時(shí)把參考坐標(biāo)建在飛機(jī)上，工質(zhì)的總能中是否包括外部?jī)?chǔ)存能？在以氫、氧為燃料的電池系統(tǒng)中系統(tǒng)的熱力學(xué)能是否應(yīng)包括氫和氧的化學(xué)能？答：無論參考坐標(biāo)建立在何處，工質(zhì)的總能中始終包括外部?jī)?chǔ)存能，只不過參考坐標(biāo)建立合適，工質(zhì)的宏觀動(dòng)能、宏觀勢(shì)能的值等于零，便于計(jì)算。原則上說來經(jīng)歷一個(gè)不可逆過程后系統(tǒng)是可能恢復(fù)到原來狀態(tài)的，只是包括系統(tǒng)和外界在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)則一定不能恢復(fù)原來狀態(tài)。例，將一塊燒熱了的鐵扔進(jìn)一盆水中，對(duì)于水和該鐵塊構(gòu)成的系統(tǒng)說來，由于水和鐵塊之間存在著溫度差別，起初系統(tǒng)處于熱不平衡的狀態(tài)。準(zhǔn)確地說，計(jì)算式中的Pb 應(yīng)是“當(dāng)?shù)丨h(huán)境介質(zhì)”的壓力，而不是隨便任何其它意義上的“大氣壓力”，或被視為不變的“環(huán)境大氣壓力”。熱量是指過程中系統(tǒng)與外界間以熱的方式交換的能量，是過程量，過程一旦結(jié)束就無所謂“熱量”。，開口系統(tǒng)中系統(tǒng)與外界有物質(zhì)交換，而物質(zhì)又與能量不可分割，所以開口系不可能是絕熱系。因?yàn)閴毫Ρ砩系淖x數(shù)為表壓力，是工質(zhì)真實(shí)壓力與環(huán)境介質(zhì)壓力之差。這便是經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)的根本缺點(diǎn)。過程中氣體不可能處于平衡狀態(tài)，因此該過程不能在Pv圖上示出；b中的情況與a有所不同，若隔板數(shù)量足夠多，每當(dāng)抽去一塊隔板時(shí)，氣體只作極微小的膨脹，因而可認(rèn)為過程中氣體始終處在一種無限接近平衡的狀態(tài)中，即氣體經(jīng)歷的是一種準(zhǔn)靜過程，這種過程可以在Pv圖上用實(shí)線表示出來。第2章 熱力學(xué)第一定律1．熱力學(xué)能就是熱量嗎？答：不是。隔板 A B圖212 自由膨脹4．一剛性容器，中間用絕熱隔板分為兩部分，A中存有高壓空氣，B中保持真空，如圖212所示。7．為什么推動(dòng)功出現(xiàn)在開口系能量方程中，而不出現(xiàn)在閉口系能量方程式中？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。10．穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式（221）是否可應(yīng)用于像活塞式壓氣機(jī)這樣的機(jī)械穩(wěn)定工況運(yùn)行的能量分析？為什么？可以。工程上幾臺(tái)壓氣機(jī)同時(shí)向主氣道送氣以及混合式換熱器等都有合流的問題。qm1h1 =qm2h2+qm3h3第3章 氣體和蒸汽的性質(zhì)1．怎樣正確看待“理想氣體”這個(gè)概念？在進(jìn)行實(shí)際計(jì)算時(shí)如何決定是否可采用理想氣體的一些公式？第一個(gè)問題很含混，關(guān)于“理想氣體”可以說很多。任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（p=101325Pa，T=）。但又曾得出結(jié)論，理想氣體的熱力學(xué)能（或焓）只取決于溫度，這兩點(diǎn)是否矛盾？為什么？不矛盾。（p=101325Pa，T=）、（p=101325Pa，T=），水的三相點(diǎn)，等等。因理想氣體的比熱容是溫度的單值函數(shù)，所以理想氣體的熵也是溫度的單值函數(shù)，這一結(jié)論是否正確？若不正確，錯(cuò)在何處？不正確。15．水的三相點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)是不是唯一確定的？三相點(diǎn)與臨界點(diǎn)有什么差異？水的三相點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)是唯一確定的，這一點(diǎn)由吉布斯相律確認(rèn)：對(duì)于多元（如k個(gè)組元）多相（如f個(gè)相）無化學(xué)反應(yīng)的熱力系，其獨(dú)立參數(shù)，即自由度n = k–f + 2。17．水在定壓汽化過程中，溫度保持不變，因此，根據(jù)q=Du+w，有人認(rèn)為過程中的熱量等于膨脹功，即q=w，對(duì)不對(duì)？為什么？不對(duì)。在一定工質(zhì)熱力性質(zhì)的基本條件下，研究外界條件對(duì)能量轉(zhuǎn)換的影響，從而加以利用。q=Du+w, 對(duì)于理想氣體，q=w=或q=Dh+wt, 對(duì)于理想氣體，q =wt=。7題圖7．試判斷下列各種說法是否正確？(1) 定容過程即無膨脹（或壓縮）功的過程；(2) 絕熱過程即定熵過程；(3) 多變過程即任意過程。證明：q123=q12+q23，q143= q14+ q43q12= cv(T2–T1)，q23= cp(T3–T2)= cv(T3–T2)+R(T3–T2)，p 2 3 1 4O v圖417q43= cv(T3–T4)，q14= cp(T4–T1) = cv(T4–T1)+R(T4–T1)。通過過程的起點(diǎn)劃等容線（定容線），過程指向定容線右側(cè)，系統(tǒng)對(duì)外作功，w0；過程指向定容線左側(cè)，系統(tǒng)接收外功，w0。不同點(diǎn)：理想氣體的計(jì)算是依靠理想氣體狀態(tài)方程以及功和熱量的積分計(jì)算式進(jìn)行計(jì)算，而水蒸氣是依靠查圖查表進(jìn)行計(jì)算。熱力學(xué)第二定律的開爾文敘述的內(nèi)容是：不可能制造出從單一熱源吸熱，使之全部轉(zhuǎn)化為功而不留下其他任何變化的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)（第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制造成功的。因此，溫差傳熱使得本可以作出的功沒有作出，這就相當(dāng)于將機(jī)械能耗散為熱能。（1） 錯(cuò)。前者適用于一般的循環(huán)（可逆和不可逆循環(huán)），后者僅適用于在兩個(gè)恒溫?zé)嵩粗g工作的可逆循環(huán)。（3） 錯(cuò)。59下述說法是否有錯(cuò)誤：（1）不可逆過程的熵變DS無法計(jì)算；（2）如果從同一初始態(tài)到同一終態(tài)有兩條途徑，一為可逆，另一為不可逆，則DS不可逆DS可逆，DSf，不可逆DSf，可逆，DSg，不可逆DSg，可逆；（3）不可逆絕熱膨脹終態(tài)熵大于初態(tài)熵S2S1，不可逆絕熱壓縮終態(tài)熵小于初態(tài)熵S2S1。不可逆絕熱壓縮過程的終態(tài)熵也大于初態(tài)熵，S2S1。才能對(duì)外輸出凈功。514 下列命題是否正確？若正確，說明理由；若錯(cuò)誤，請(qǐng)改正。為什么系統(tǒng)由初態(tài)1可逆變化到終態(tài)2得到的最大有用功反而小于系統(tǒng)由初態(tài)1不可逆變化到終態(tài)2得到的有用功??？?jī)烧邽槭裁床灰恢?？第六章?shí)際氣體的性質(zhì)及熱力學(xué)一般關(guān)系式1. 實(shí)際氣體性質(zhì)與理想氣體性質(zhì)差異產(chǎn)生的原因是什么？在什么條件下才可以把實(shí)際氣體作理想氣體處理？答：差異產(chǎn)生的原因就是理想氣體忽略了分子體積與分子間作用力。5. 如何看待維里方程？一定條件下維里系數(shù)可以通過理論計(jì)算，為什么維里方程沒有得到廣泛應(yīng)用？答：維里方程具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，各個(gè)維里系數(shù)具有明確的物理意義，并且原則上都可以通過理論計(jì)算。若此時(shí)系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生不可逆變化（外部條件不變），則ds0，222?！憷碚摕崃W(xué)的人（物理學(xué)家們）根本不拿火用當(dāng)回事。由于焓是一種狀態(tài)參數(shù)，所以dH為全微分，因而dH的線積分只是端態(tài)的函數(shù)，與路徑無關(guān)。答： ，100℃水的比體積v=；，110℃時(shí)v= m3/kg；1Mpa，100℃時(shí)v=。第7章 氣體與蒸汽流動(dòng)1．對(duì)改變氣流速度起主要作用的是通道的形狀還是氣流本身的狀態(tài)變化？答：對(duì)改變氣流速度起主要作用的是氣流本身的狀態(tài)變化，即力學(xué)條件。有摩擦?xí)r，過程為不可逆，如虛線所表示。若（1）兩噴管最小截面積相等，問兩噴管的流量、出口截面流速和壓力是否相同？（2）假如沿截面239。（2）漸縮噴管，沿截面239。（噴管內(nèi)剩余部分流動(dòng)沒有變化）。壓氣機(jī)的熱力過程1．利用人工打氣筒為車胎打氣時(shí)用濕布包裹氣筒的下部，會(huì)發(fā)現(xiàn)打氣時(shí)輕松了一點(diǎn)，工程上壓氣機(jī)氣缸常以水冷卻或氣缸上有肋片，為什么？答：濕布使打氣筒散熱增強(qiáng)，氣缸水冷或加裝肋片也是為了增強(qiáng)散熱，從而使壓縮過程離開絕熱靠近定溫，壓縮耗功減少。多變過程所作的功為圖中面積12’njg2n. 　　　　　6． 活塞式壓氣機(jī)生產(chǎn)高壓氣體為什么要采用多級(jí)壓縮及級(jí)間冷卻的工藝？7． 葉輪式壓氣機(jī)不可逆絕熱壓縮比可逆絕熱壓縮多消耗功可用圖72上面積m2s239。答：因?yàn)殡S著壓縮比ε和定容增壓比λ的增大循環(huán)平均吸熱溫度提高，而循環(huán)平均放熱溫度不變，故混合加熱循環(huán)的熱效率隨壓縮比ε和定容增壓比λ的增大而提高。答：卡諾定理的內(nèi)容是：在相同溫度的高溫?zé)嵩春拖嗤瑴囟鹊牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切可逆循環(huán)，其熱效率都相同，與可逆循環(huán)的種類無關(guān)，與采用哪一種工質(zhì)無關(guān)。答：理論上可以利用回?zé)醽硖岣呋钊絻?nèi)燃機(jī)的熱效率，原因是減少了吸熱量，而循環(huán)凈功沒變。答：在膨脹過程中采用定溫膨脹，雖然增加了循環(huán)凈功，但是卻提高了循環(huán)的平均放熱溫度T2，而整個(gè)循環(huán)的平均吸熱溫度T1沒有變化，熱效率，因此循環(huán)的熱效率反而降低。答：理論循環(huán)1236781的熱效率小于定壓燃燒噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)12341的熱效率。第十一章 蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)（圖101中循環(huán)673456）與同樣初壓力下的過熱蒸汽朗肯循環(huán)（圖101中循環(huán)1234561）相比較，前者更接近卡諾循環(huán)，但熱效率卻比后者低，如何解釋此結(jié)果？答：干飽和蒸汽朗肯循環(huán)局限于飽和區(qū)，上限溫度受制于臨界溫度，導(dǎo)致其平均吸熱溫度較低，故即使實(shí)現(xiàn)卡諾循環(huán)，其熱效率也不高。因此很長(zhǎng)一段時(shí)期不再設(shè)計(jì)制造再熱循環(huán)工作設(shè)備。假設(shè)在理想換熱情況下，沒有熱損失。因?yàn)閺臒崃W(xué)第二定律來講一個(gè)非自發(fā)過程的進(jìn)行必定要有一個(gè)自發(fā)過程的進(jìn)行來作為補(bǔ)充條件。而該題中的想法恰恰是又增加了溫差傳熱不可逆因素。可用能在各個(gè)部分各個(gè)過程的損失是不能用熱量利用系數(shù)來說明的。在一定環(huán)境溫度下，冰箱溫度愈低，制冷系數(shù)愈小，因此為取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，沒有必要把冰箱的溫度定的超乎需要的低。3. 壓縮蒸氣制冷循環(huán)采用節(jié)流閥來代替膨脹機(jī)，壓縮空氣制冷循環(huán)是否也可以采用這種方法？為什么？246。5. 壓縮空氣制冷循環(huán)采用回?zé)岽胧┖笫欠裉岣咂淅碚撝评湎禂?shù)？能否提高其實(shí)際制冷系數(shù)？為什么？限產(chǎn)直至禁用R11 和R12 時(shí)十分必要的，因?yàn)檫@類物質(zhì)進(jìn)入大氣后在紫外線作用下破壞臭氧層使得紫外線直接照射到地面，破壞原有的生態(tài)平衡。只有當(dāng)各組成氣體的分子不具有體積，分子間不存在作用力時(shí)，處于混合狀態(tài)的各組成氣體對(duì)容器壁面的撞擊效果如同單獨(dú)存在于容器時(shí)的一樣，這時(shí)道爾頓分壓力定律和亞美格分體積定律才成立，所以道爾頓分壓定律和亞美格分體積定律只適用于理想氣體混合物。、焓和熵可由各組成氣體的性質(zhì)及其在混合氣體中的混合比例來決定？混合氣體的溫度和壓力能不能由同樣方法確定？答：根據(jù)比熱容的定義，混合氣體的比熱容是1kg混合氣體溫度升高1176。?冬季室內(nèi)有供暖裝置時(shí)，為什么會(huì)感到空氣干燥？用火爐取暖時(shí)，經(jīng)常在火爐上放—壺水，目的何在?答：人呼出的氣體是未飽和濕空氣。因?yàn)橥瑯拥慕^對(duì)濕度，若空氣溫度不同，濕空氣吸濕能力也不同。三是在凝結(jié)時(shí)必須有一個(gè)凝聚核，如塵埃等。濕空氣與溫度較低物體接觸達(dá)到水汽過飽和的時(shí)候多余的水汽就會(huì)析出。，pv、φ、d、h如何變化？答：pv 增大，φ 增大，d 增大，h 不變。176。當(dāng)這些微小水粒子經(jīng)過高壓電場(chǎng)時(shí)被荷電并成為帶電水粒子。并不是能夠逆向進(jìn)行就是可逆過程。由一些單質(zhì)（或元素）化合成1mol化合物時(shí)的熱效應(yīng)稱為該化合物的“生成熱”，定溫定壓的熱效應(yīng)等于焓差，故定溫定壓的生成熱又稱為“生成焓”。（1）定溫定容：反應(yīng)熱效應(yīng)為。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的燃燒熱和生成熱分別稱為“標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓”和“標(biāo)準(zhǔn)生成焓”。？它們是否是性質(zhì)相同的量？答：反應(yīng)熱是指化學(xué)反應(yīng)中物系與外界交換的熱量。電極可以設(shè)在冷卻塔內(nèi)部和/或冷卻塔的外部。C，顯然不高于40176。熱水的冷卻實(shí)質(zhì)是蒸發(fā)散熱，接觸傳熱和輻射傳熱三個(gè)過程的共同作用。C以下，則多余的水汽就在物體表面上凝華為冰晶，形成霜。露的形成有兩個(gè)基本條件：一是水汽條件好，二是溫度比較低的物體（低，指與露點(diǎn)溫度比較）。?解釋降霧、結(jié)露、結(jié)霜現(xiàn)象，并說明它們發(fā)生的條件。在冷卻過程中，濕空氣保持含濕量不變，溫度降低。理想氣體混合物的分子滿足理想氣體的兩點(diǎn)假設(shè)，各組成氣體分子的運(yùn)動(dòng)不因存在其他氣體而受影響。質(zhì)量分?jǐn)?shù)還與各組分的摩爾質(zhì)量有關(guān)。從熱力學(xué)第二定律的角度來看，無論是