【正文】 程必為放熱過(guò)程；（3）定熵過(guò)程必為可逆絕熱過(guò)程；（4）熵增大的過(guò)程必為不可逆過(guò)程；（5）使系統(tǒng)熵增大的過(guò)程必為不可逆過(guò)程；（6）熵產(chǎn)Sg0的過(guò)程必為不可逆過(guò)程。熵是狀態(tài)參數(shù)，只要能夠確定起迄點(diǎn)，就可以確定熵變DS。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(guò)程，將氣體壓縮到相同的終壓，在p–v圖上和T–s圖上畫(huà)出兩過(guò)程，并在T–s圖上示出兩過(guò)程的技術(shù)功及不可逆過(guò)程的火用損失。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(shí)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。類(lèi)似地，簡(jiǎn)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。 對(duì)于圖(5)中由線0aA所描述的過(guò)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(duì)于0bA的過(guò)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(shí)的cp數(shù)據(jù)。2．如何用連續(xù)性方程解釋日常生活的經(jīng)驗(yàn)：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(huì)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。 2 1 239。節(jié)流微分效應(yīng)mJ表達(dá)的是節(jié)流過(guò)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(wú)關(guān)，所以可以利用等焓線分析推導(dǎo)。8．如圖8–13所示的壓縮過(guò)程1–2若是可逆的，則這一過(guò)程是什么過(guò)程？它與不可逆絕熱壓縮過(guò)程1–2的區(qū)別何在？?jī)烧咧心囊贿^(guò)程消耗的功大？大多少？答：若壓縮過(guò)程12 是可逆的，則為升溫升壓吸熱過(guò)程。答：若兩者初態(tài)相同，壓縮比相同，它們的熱效率相等。而這正是飛機(jī)、艦船對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。但近年來(lái)隨著初壓提高再熱循環(huán)再次受到注意。所以在理想情況下，這兩種回?zé)崞鳑](méi)有差別。答：因?yàn)殡m然蒸汽動(dòng)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(jī)作功的2%左右，在粗略計(jì)算中可以把水泵功忽略，而在燃?xì)廨啓C(jī)裝置中，壓氣機(jī)耗功占了燃?xì)廨啓C(jī)輸出功的很大部分（約60%），因此不能忽略。？232。這種考慮可行么？為什么？ mol氮?dú)饣旌蠘?gòu)成（即xO2=、xN2=）， MPa、20176。當(dāng)?shù)陀诼饵c(diǎn)溫度時(shí)就有水蒸氣不斷凝結(jié)析出，這就形成了白色霧狀氣體。溫度逐漸降低且保持含濕量不變。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）。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。，而碳的熱值卻不必分高低？答：氫作為燃料燃燒時(shí)，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。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(shí)的定壓熱效應(yīng)常稱為“燃燒熱”其絕對(duì)值稱為熱值。為了進(jìn)一步節(jié)水有些地方利用強(qiáng)電場(chǎng)讓已蒸發(fā)到空氣中的水蒸氣凝結(jié)，回收，你對(duì)此有什么看法？答：從火力發(fā)電廠冷卻塔蒸發(fā)出來(lái)的水霧是由無(wú)數(shù)微小水粒構(gòu)成。，問(wèn)濕空氣的 φ、d、h如何變化？答：φ 減小，d 不變，h 變大。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。晴天則恰恰相反，所以容易干。？答：否。為了簡(jiǎn)化設(shè)備，提高裝置運(yùn)行的可靠性，所以采用節(jié)流閥。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(guò)程12和34都是定熵過(guò)程，因而有：230?；?zé)嵫h(huán)是是通過(guò)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。對(duì)于表面式換熱器：熱平衡方程為：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(duì)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。，膨脹過(guò)程在理想極限情況下采用定溫膨脹，可增大膨脹過(guò)程作出的功，因而增加了循環(huán)凈功(如圖82)，但在沒(méi)有回?zé)岬那闆r下循環(huán)熱效率反而降低，為什么？答：分析動(dòng)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(shí)際問(wèn)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(shí)際循環(huán)的改善；然后，分析實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的偏離程度，找出實(shí)際損失的部位、大小、原因及提出改進(jìn)辦法。3. 卡諾定理指出兩個(gè)熱源之間工作的熱機(jī)以卡諾機(jī)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：由第一定律能量方程式，定溫過(guò)程，所以，同時(shí)則有多變過(guò)程絕熱壓縮過(guò)程，所以等溫過(guò)程所作的功為圖71中面積12Tmn1，絕熱過(guò)程所作的功為圖中面積1fn1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小（仍為超聲速），噴管流量不變。進(jìn)口截面壓力均為1MPa，進(jìn)口流速cf1可忽略不計(jì)。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(guò)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(guò)程朝著使亥姆霍茲自由能減小的方向進(jìn)行。例如，當(dāng)計(jì)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(shí)，可利用dH方程式，即式（545）。dg=0?？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)。qca189?！保?）對(duì)。57循環(huán)熱效率公式：和是否完全相同？各適用于哪些場(chǎng)合？答：不同。請(qǐng)歸納熱力過(guò)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(jī)械能耗散為熱能，例如溫差傳熱，卡諾說(shuō)：凡是有溫度差的地方都可以產(chǎn)生動(dòng)力。計(jì)算過(guò)程中，始終要符合熱力學(xué)第一定律。圖中1–4–3各為定容過(guò)程，1–2–3各為定壓過(guò)程。定溫過(guò)程氣體的溫度不變，在定溫膨脹過(guò)程中是否需要對(duì)氣體加入熱量？如果加入的話應(yīng)如何計(jì)算？需要加入熱量。16．水的汽化潛熱是否是常數(shù)？有什么變化規(guī)律？水的汽化潛熱不是常數(shù)，三相點(diǎn)汽化潛熱最大，隨著溫度和壓力的提高汽化潛熱逐漸縮小，臨界點(diǎn)處汽化潛熱等于零。12．熵的數(shù)學(xué)定義式為ds=dq/T，又dq=cdT，故ds=(cdT)/T。7．氣體有兩個(gè)獨(dú)立的參數(shù)，u（或h）可以表示為p和v的函數(shù)，即u=f(p, v)。qm3（h3+cf32/2+gz3）qm3 3 p3, T3 1 3 qm1 p1, T1 2 1 qm2 p2, T2 2圖214 分流如果合流前后流速變化不太大，且勢(shì)能變化一般可以忽略，則能量方程為：qm1h1+qm2h2=qm3h3出口截面上焓值h3的計(jì)算式h3=（qm1h1+qm2h2）/ qm3本題中，如果流體反向流動(dòng)就是分流問(wèn)題，分流與合流問(wèn)題的能量方程式是一樣的，一般習(xí)慣前后反過(guò)來(lái)寫(xiě)。利用開(kāi)口系統(tǒng)的一般能量方程式推導(dǎo)的最終結(jié)果也是如此。而不涉及功、熱量和熱力學(xué)能的其他屬性，也表明功、熱量和熱力學(xué)能的其他屬性與能量本質(zhì)無(wú)關(guān)。若突然抽去隔板，氣體(系統(tǒng))是否作功？⑵設(shè)真空部分裝有許多隔板，每抽去一塊隔板讓氣體先恢復(fù)平衡再抽去一塊，問(wèn)氣體(系統(tǒng))是否作功？⑶上述兩種情況從初態(tài)變化到終態(tài)，其過(guò)程是否都可在Pv圖上表示？　答：⑴；受剛性容器的約束，氣體與外界間無(wú)任何力的作用，氣體（系統(tǒng)）不對(duì)外界作功；⑵ b情況下系統(tǒng)也與外界無(wú)力的作用，因此系統(tǒng)不對(duì)外界作功； ⑶ a中所示的情況為氣體向真空膨脹(自由膨脹)的過(guò)程，是典型的不可逆過(guò)程。⒋倘使容器中氣體的壓力沒(méi)有改變，試問(wèn)安裝在該容器上的壓力表的讀數(shù)會(huì)改變嗎？在絕對(duì)壓力計(jì)算公式中，當(dāng)?shù)卮髿鈮菏欠癖囟ㄊ黔h(huán)境大氣壓?答：可能會(huì)的。物質(zhì)并不“擁有”熱量。這種情況下，無(wú)需外界給予系統(tǒng)任何作用，系統(tǒng)也會(huì)因鐵塊對(duì)水放出熱量而發(fā)生狀態(tài)變化：鐵塊的溫度逐漸降低，水的溫度逐漸升高，最終系統(tǒng)從熱不平衡的狀態(tài)過(guò)渡到一種新的熱平衡狀態(tài)；⑵ 若系統(tǒng)原處于平衡狀態(tài)，則只有在外界的作用下（作功或傳熱）系統(tǒng)的狀態(tài)才會(huì)發(fā)生變。氫氧燃料電池中化學(xué)能變化是主要的能量變化，因而不可忽略?！嘉荒?．焓是工質(zhì)流入（或流出）開(kāi)口系時(shí)傳遞入（或傳遞出）系統(tǒng)的總能量，那么閉口系工質(zhì)有沒(méi)有焓值？比較正規(guī)的答案是，作為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)，閉口系工質(zhì)也有焓值，但是由于工質(zhì)不流動(dòng)，所以其焓值沒(méi)有什么意義。進(jìn)入系統(tǒng)的能量：qm1帶入的和qm2帶入的。5．對(duì)于確定的一種理想氣體，cp–cv是否等于定值？cp/cv是否為定值？cp–cv、cp/cv是否隨溫度變化？cp–cv=Rg，等于定值，不隨溫度變化。不可逆過(guò)程傳熱量不能用曲邊梯形面積表達(dá)，但是熱力學(xué)能和焓還可以用原方式表達(dá)，因?yàn)闊崃W(xué)能和焓都是狀態(tài)參數(shù)，其變化與過(guò)程路徑無(wú)關(guān)。三相點(diǎn)各相保持各自的物性參數(shù)沒(méi)有巨大的變化，臨界點(diǎn)的物性參數(shù)會(huì)產(chǎn)生巨大的峰值變化。2．對(duì)于理想氣體的任何一種過(guò)程，下列兩組公式是否都適用？Du=cv(t2–t1)，Dh=cp(t2–t1)；q=Du=cv(t2–t1)，q=Dh=cp(t2–t1)第一組都適用，第二組不適用。 ——錯(cuò)誤，右圖中的過(guò)程就不是多變過(guò)程。vsv, n→177。“非自發(fā)過(guò)程必為可逆過(guò)程。（3） 錯(cuò)。（5）錯(cuò)。sbsacTsba10題圖答：可逆定容過(guò)程ab和可逆定壓過(guò)程ac的逆過(guò)程ca以及可逆絕熱線即定熵線上過(guò)程bc構(gòu)成一可逆循環(huán)，它們圍成的面積代表了對(duì)外作功量，過(guò)程ab吸熱，過(guò)程ca放熱，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，必然有189。（4）系統(tǒng)的火用只能減少不能增加。某氣體狀態(tài)參數(shù)與其臨界參數(shù)的比值稱為熱力對(duì)比參數(shù)。熱力學(xué)能函數(shù)僅在表示成熵及比體積的函數(shù)時(shí)才是特性函數(shù)，換成其它獨(dú)立參數(shù)，如u=u(s, p)，則不能由它全部確定其它平衡性質(zhì)，也就不是特性函數(shù)了。16. 平衡的一般判據(jù)是什么？討論自由能判據(jù)、自由焓判據(jù)和熵判據(jù)的關(guān)系。動(dòng)能損失就是5題圖中的焓差。截面，出口速度為當(dāng)?shù)匾羲?，出口截面壓力等于臨界壓力（），由于出口面積變大，噴管流量增大。但不需要中間冷卻。答：不是必然的，例如斯特林循環(huán)就沒(méi)有絕熱壓縮過(guò)程。所示，它由一臺(tái)壓氣機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣，而后分兩路進(jìn)入兩個(gè)燃燒室燃燒。試分析這種系統(tǒng)在熱力學(xué)分析上與混合式系統(tǒng)有否不同？答：回?zé)嵫h(huán)的計(jì)算最重要的是計(jì)算抽氣量：(例如100℃上下)的熱量是比直接利用高溫?zé)嵩吹臒崃縼?lái)得濟(jì)，因此有人設(shè)想將乏汽在冷凝器中放出熱量的一部分用熱泵提高溫度，用以加熱低溫段(100℃以下)的鍋爐給水，這樣雖然需要增添熱泵設(shè)備。制冷循環(huán)而增加一臺(tái)膨脹機(jī)，既增加了系統(tǒng)的投資，又降低了系統(tǒng)工作的可靠性。熱泵循環(huán)和制冷循環(huán)的熱力學(xué)原理相同。所以混合氣體的比熱容以及熱力學(xué)能、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(lái)決定。a)霧是近地面空氣中的水蒸氣發(fā)生的凝結(jié)現(xiàn)象。相對(duì)濕度是濕空氣中實(shí)際包含的水蒸氣量與同溫度下最多能包含的水蒸氣量的百分比。，嚴(yán)重制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活提高。否。，你能否嘗試從熱力學(xué)第一定律推出赫斯定律？答：若反應(yīng)在定溫定容或定溫定壓下不可逆地進(jìn)行，且沒(méi)有作出有用功（這時(shí)反應(yīng)的不可逆程度最大），則這時(shí)的反應(yīng)熱稱為反應(yīng)熱效應(yīng)。對(duì)于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物系，參與反應(yīng)的物質(zhì)的成分或濃度也可變化，故確定其平衡狀態(tài)往往需要兩個(gè)以上的獨(dú)立參數(shù)。測(cè)得露點(diǎn)為50176。霜的形成有兩個(gè)基本條件，一是空氣中含有較多的水蒸氣，二是有冷(O176。放一壺水的目的就是使水加熱變成水蒸氣散發(fā)到空氣中增加空氣的含濕量。 mol氮?dú)忪氐暮?，?duì)嗎？為什么？答：不對(duì)。點(diǎn)工質(zhì)溫度為環(huán)境溫度T0，要想放熱達(dá)到溫度Tc（8點(diǎn)），必須有溫度低于Tc的冷源，這是不存在的。代入制冷系數(shù)表達(dá)式可得：由此式可知，制冷系數(shù)與增壓比有關(guān)。能量分為可用能與不可用能，能量的品位是不同的。而實(shí)際循環(huán)中存在各種不可逆損失，由于工質(zhì)性質(zhì)不同，不可逆因素和不可逆程度是各不相同的，因此其熱效率與工質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。在本世紀(jì)二三十年代，材料的耐熱性較差，通過(guò)提高蒸汽的溫度而提高熱機(jī)的效率比較困難，因此采用再熱循環(huán)來(lái)提高蒸汽初壓。其理論循環(huán)1236781（如圖83）的熱效率比定壓燃燒噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)12341的熱效率提高還是降低？為什么？同時(shí)加入大量二次空氣，大大增加了燃?xì)獾牧髁?，這可以增加燃?xì)廨啓C(jī)的做功量。氣體動(dòng)力循環(huán)11．多股氣流匯合成一股混合氣流