工程熱力學(xué)第四版課后思考題答案-在線瀏覽
2025-07-23 21:13本頁面
【正文】 取為閉口系統(tǒng)，是考察其一個沖程內(nèi)的熱力變化過程。11．控制體的DUCV=0、DHCV=0、DSCV=0是指過程進(jìn)行時間前后的變化值，穩(wěn)定流動系統(tǒng)在不同時間內(nèi)各點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)都不發(fā)生變化，所以DUCV=0、DHCV=0、DSCV=0。12．答：都滿足。進(jìn)入系統(tǒng)的能量：qm1帶入的和qm2帶入的。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。qm1h1 = qm2h2+ qm3h393頁思考題1．第一個問題很含混，關(guān)于“理想氣體”可以說很多。也可以說，理想氣體是實(shí)際氣體的壓力趨近于零時極限狀況。后一個問題，當(dāng)氣體距離液態(tài)比較遠(yuǎn)時（此時分子間的距離相對于分子的大小非常大），氣體的性質(zhì)與理想氣體相去不遠(yuǎn)，可以當(dāng)作理想氣體。2．氣體的摩爾體積Vm不因氣體的種類而異。任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（p=101325Pa，T=）。3．摩爾氣體常數(shù)R是基本物理常數(shù)，它與氣體的種類、狀態(tài)等均無關(guān)。5．cp–cv=Rg，等于定值，不隨溫度變化。6．不適用于前者，一定條件下近似地適用于后者。pv=RgT。8．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、焓和熵的絕對量對變化量沒有影響，所以可以任選工質(zhì)的熱力學(xué)能、焓和熵為零的基準(zhǔn)。工質(zhì)的熱力學(xué)能、焓和熵的絕對零點(diǎn)均為絕對零度（0K），但是目前物理學(xué)研究成果表明，即使絕對零度，工質(zhì)的熱力學(xué)能、焓和熵也不準(zhǔn)確為零，在絕對零度，物質(zhì)仍有零點(diǎn)能，由海森堡測不準(zhǔn)關(guān)系確定。）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（p=101325Pa，T=）。9．標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)10．T0s12p=0pv1 2U曲線12下的曲邊梯形面積就是任意可逆過程1–2的熱量。Q=DU+W，所以DU=Q–W。11．可以。12．不正確。是溫度單值函數(shù)的是定過程比熱。14．是的。此外的物質(zhì)性質(zhì)更為復(fù)雜。三相點(diǎn)：k =1，f = 3，故n = 0。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。三相點(diǎn)和臨界點(diǎn)是蒸汽壓曲線的兩個端點(diǎn)。16．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。Du=cvDT是對單相理想氣體而言的。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。這一推論錯誤在哪里？c=是針對單相工質(zhì)的，不適用于相變過程。在一定工質(zhì)熱力性質(zhì)的基本條件下，研究外界條件對能量轉(zhuǎn)換的影響，從而加以利用。分析理想氣體的定值的可逆過程，即過程進(jìn)行時限定某一參數(shù)不發(fā)生變化。2．第一組都適用，第二組不適用。3．需要加入熱量。4．“可逆定溫過程”已經(jīng)把途徑規(guī)定好了，此時談與途徑的關(guān)系沒有意義。5．不成立。dQ是通過邊界傳遞的熱能，不包括機(jī)械能。7．(1) 定容過程即無膨脹（或壓縮）功的過程； ——正確。(3) 多變過程即任意過程。8． p 2 3 1 4O v圖417證明：q123=q12+q23，q143= q14+ q43q12= cv(T2–T1)，q23= cp(T3–T2)= cv(T3–T2)+R(T3–T2)，q43= cv(T3–T4)，q14= cp(T4–T1) = cv(T4–T1)+R(T4–T1)。 q143，證畢。若b點(diǎn)及c點(diǎn)在同一條定溫線上，則Duab=Duac。11． 使用條件是：理想氣體，可逆絕熱過程。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)對外作功，w0；過程指向定容線左側(cè)，系統(tǒng)接收外功，w0。通過過程的起點(diǎn)劃等溫線（定溫線），過程指向定溫線下側(cè)，Du0、Dh0；過程指向定溫線上側(cè)，Du0、Dh0。vsv, n→177?！?AApT414 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)。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。193頁思考題51答：熱能不是不可能全部變成機(jī)械能，如定溫過程就可以。52答：理想氣體進(jìn)行定溫膨脹時，壓力不斷降低，體積越來越大。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)動機(jī)（第二類永動機(jī)是不可能制造成功的。所以，這個過程與熱力學(xué)第二定律無矛盾。“非自發(fā)過程必為可逆過程。54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：凡是有溫度差的地方都可以產(chǎn)生動力。凡是最終效果都可以歸結(jié)為使機(jī)械能耗散為熱能的過程都是不可逆過程。55 答：熱力學(xué)第二定律的各種說法都是等效的，可以證明它們之間的等效性。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（圖42）。（2） 錯。否則沒有比較基礎(chǔ)。應(yīng)當(dāng)是在同樣的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g。57答：不同。（第三版58題）不違反。58（1） 錯。（2） 錯，不準(zhǔn)確。（3） 錯。（4）錯。（5）錯?？梢哉f：“使孤立系統(tǒng)熵增大的過程必為不可逆過程。59（1）錯。（2）錯。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)。不可逆絕熱壓縮過程的終態(tài)熵也大于初態(tài)熵，S2S1。因?yàn)殪厥菭顟B(tài)參數(shù)。qab189。qca189。也就是，qabqac。511vs2s1p1sTp2T1不可逆可逆11題圖T1p1pp2不可逆可逆答：見圖。（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 P17051 et== Q2=180。104= N=W/95%=Q1/()=180。)= N電爐= Q1=180。(1000300)=q34=cp(T4T3)=180。400/1000=120kJ/kght=1247。/ (q12+q23) =1247。/ (+400) = 采用極限回?zé)?，過程34放熱回?zé)峤o過程12，q34222。q41247。120247。于是，過程bc、ca、ab組成一閉合循環(huán)回路
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