工程熱力學(xué)第四版課后思考題答案-閱讀頁
2025-06-20 21:13本頁面
【正文】 ，沿此回路可進(jìn)行一可逆循環(huán)，其中過程ca、ab均為可逆絕熱過程，只有定壓過程bc為吸熱過程，而循環(huán)回路圍成的面積就是對外凈輸出功。54 (1) p1=p2=(2) 見圖。Wnet=e39。180。c== QH,c=e39。chcQ1=180。100=(3) 此復(fù)合系統(tǒng)雖未消耗機(jī)械功，但由高溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌1作為代價，使得部分熱量從低溫?zé)嵩碩0傳到較高溫?zé)嵩碩H，因此并不違背熱力學(xué)第二定律。1=，所以這種情形是不可能實現(xiàn)的。2=，Q2=Q1W==，所以這種情形有實現(xiàn)的可能（如果自然界存在可逆過程的話），而且是可逆循環(huán)。235頁思考題1. 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。實際情況是當(dāng)實際氣體距離其液態(tài)較遠(yuǎn)時，分子體積與分子間作用力的影響很小，可以把實際氣體當(dāng)作理想氣體處理。變化的比例就是壓縮因子。3. 答：范德瓦爾方程是第一個實際氣體狀態(tài)方程，在各種實際氣體狀態(tài)方程中它的形式最簡單；它較好地定性地描述了實際氣體的基本特征；其它半理論半經(jīng)驗的狀態(tài)方程都是沿范德瓦爾方程前進(jìn)的。5. 答：維里方程具有堅實的理論基礎(chǔ)，各個維里系數(shù)具有明確的物理意義，并且原則上都可以通過理論計算。6. 答：在相同的對比態(tài)壓力和對比態(tài)溫度下，不同氣體的對比態(tài)比體積必定相同。某氣體狀態(tài)參數(shù)與其臨界參數(shù)的比值稱為熱力對比參數(shù)。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。若此時系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生不可逆變化（外部條件不變），則ds0，222。例如系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)熱能（都是熱力學(xué)能），必要條件是dg0，否則過程不能發(fā)生。引申：系統(tǒng)的g、f沒有時，dg=0，df=0。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?！憷碚摕崃W(xué)的人（物理學(xué)家們）根本不拿火用當(dāng)回事?；蛘撸篸h–du= d(pv)=09. 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)。10. 答：熱系數(shù)由基本狀態(tài)參數(shù)p、v、T構(gòu)成，可以直接通過實驗確定其數(shù)值。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）。這樣就可以在兩個端態(tài)之間選擇任意一個過程或幾個過程的組合。 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：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)。12. 試導(dǎo)出以T、p及p、v為獨立變量的du方程及以T、v及p、v為獨立變量的dh方程。14. 答： ，100℃水的比體積v=；，110℃時v= m3/kg；1Mpa，100℃時v=。= J/(kgK)15. 答： 一般物質(zhì)的相圖中，液固平衡曲線的斜率為正值，壓力越高，平衡溫度（相變溫度）越高。16. 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)。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。通道的形狀即幾何條件也對改變氣流速度起重要作用，兩者不可或缺。2．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。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。4．答：亞聲速時 噴管 擴(kuò)壓管 噴管 都不適合超聲速時 擴(kuò)壓管 噴管 擴(kuò)壓管 都不合適5．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。顯而易見，過程結(jié)束時溫度比可逆情況下要高，這兩個溫度對應(yīng)的焓之差就是摩擦損耗的表現(xiàn)。7．答：不是。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）。漸縮噴管出口截面流速為當(dāng)?shù)匾羲伲隹诮孛鎵毫Φ扔谂R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（）。–239。–239。縮放噴管，沿截面239。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?。9．答：不是。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)。該作出的功沒有作出，就產(chǎn)生了作功能力損失。.，打氣筒包裹濕布后耗功減少，人能感覺出來？值得懷疑。3．答：還需要分級壓縮。但不需要中間冷卻。311頁思考題343頁思考題364頁思考題396頁思考題☆☆☆p、v、T偏導(dǎo)數(shù)的循環(huán)關(guān)系式由T=f(p, v)，得： 由v=f(p, T)，得： 所以，=0 222。=–1和☆☆☆ exercisable [簡明英漢詞典] [39。saiz182。eks182。gnik] adj. 放出能的；[[七國語言]英漢生物學(xué)大詞典] 放能的；[英漢化學(xué)大詞典] ,做功的；[英漢心理學(xué)大詞典] 能量釋放的exergy [簡明英漢詞典] [ek39。:dVi] 放射本能(熱力學(xué)系統(tǒng)從給定狀態(tài)到與周圍介質(zhì)平衡過程中可做的最大功)；[[七國語言]英漢機(jī)械大詞典], 有效能；[[七國語言]英漢物理大詞典] 放射本領(lǐng)；[英漢化學(xué)大詞典] ☆☆☆ 氣體流動的臨界壓力比即 =由于 pcrvcrk=p0v0k222。
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