熱力學復習題1

1、1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.公式d u = cv d t適用理想氣體的任何過程。孤立系統(tǒng)的熵與能量都是守恒的。 焓h = u + p v，對閉口系統(tǒng)，沒有流動功，所以系統(tǒng)不存在焓這個參數(shù)。絕熱節(jié)流前后其焓不變，所以溫度也不變。在相同熱源和在相同冷源之間的一切熱機，無論采用什么工質(zhì)，他們的熱效率均相等。 孤立系統(tǒng)熵增原理說明：過程進行的結果是孤立系統(tǒng)內(nèi)各局部的熵都是增加的。凡符合熱力學第一定律的過程就一定能實現(xiàn)。S q = d u + S w及3 q = cv d T + P d v兩式均可適用于工質(zhì)，任何過程

2、。系統(tǒng)經(jīng)歷一個可逆定溫過程，由于溫度沒有變化，故不能與外界交換熱量。當壓力升高，飽和溫度也升高了，故飽和蒸汽的比容將增大。通用氣體常數(shù) R與工質(zhì)的種類無關，氣體常數(shù)Rg與工質(zhì)的種類和狀態(tài)有關。在pv圖上定溫線比定熵線更緩，TS圖上定容線比定壓線更陡。PV圖上定溫線是等軸雙曲線。可逆循環(huán)的熵變等于零，所以可逆循環(huán)的凈熱等于零。根據(jù)卡諾定理，任何可逆循環(huán)的熱效率都相等，且都等于空其中,T1T2表示低溫熱源溫度，T1表示高溫熱源溫度無論可逆與不可逆循環(huán)，均有Q TdS。、把熱量全部變?yōu)楣κ遣豢赡艿摹?對氣體加熱其溫度一定升高。蒸氣推動汽輪機工作的過程可以看成絕熱膨脹過程，其水蒸氣的焓降轉(zhuǎn)換為功輸出。

3、 閉口絕熱系是孤立系。理想氣體絕熱自由膨脹過程中溫度和焓、熵都不變。透平機在空氣中轉(zhuǎn)動對其做功，假設該過程進行的無限緩慢隨時可以到達新的平衡那么可以看成是可逆過程。1、典型的不可逆過程2、平衡狀態(tài)3、平衡是否意味著系統(tǒng)內(nèi)各點的狀態(tài)參數(shù)必須完全相同4、關于節(jié)流：不可逆，絕熱節(jié)流前后焓不變理想氣體不能用節(jié)流降溫蒸氣壓縮式制冷可以5、理想氣體哪些量是溫度的單值函數(shù)6、定壓過程的加熱量全部轉(zhuǎn)化為焓增；7、定容過程全部加熱量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的增量8、關于熵的判斷說法：例如任何過程，熵只增不減假設從某一初態(tài)經(jīng)可逆與不可逆兩條路徑到 達同一終點，那么不可逆途徑的 S 必大于可逆過程的S可逆循環(huán) S 為零，不可逆循

4、環(huán) S 大于零不可逆過程 S 永遠大于可逆過程 S假設工質(zhì)從同一初態(tài)，分別經(jīng)可逆和不可逆過程，到達同一終態(tài)，兩過程熱源相同，問傳熱 量是否相同？假設工質(zhì)從同一初態(tài)出發(fā)，從相同熱源吸收相同熱量，問末態(tài)熵可逆與不可逆誰大？ 假設工質(zhì)從同一初態(tài)出發(fā)，一個可逆絕熱過程與一個不可逆絕熱過程，能否到達相同終點？ 理想氣體絕熱自由膨脹，熵變？任何可逆過程的熵總是不變，任何不可逆過程工質(zhì)的熵總是增加的熵增大的過程必是不可逆過程將熱量全部變成功是不可能的9、卡諾效率的適用條件10、11、12、13、14、水蒸氣凝結過程放熱量 Q,對應的飽和溫度T,那么該過程的熵變?yōu)槎嗌?理想氣體和水蒸氣四個根本熱力過程， PV

5、 圖和 TS 圖的表示。 關于自由膨脹的特點有哪些?熱效率的計算熱力學第一、二定律數(shù)學表達式q1 q2Ti T26. 循環(huán)熱效率公式 t -和t -是否完全相同？各適用于哪些場合？qiT-答：不完全相同。前者是循環(huán)熱效率的普遍表達，適用于任何循環(huán)；后者是卡諾循環(huán)熱效率的表達，僅適 用于卡諾循環(huán)，或同樣工作于溫度為 T-的高溫熱源和溫度為 T-的低溫熱源間的一切可逆循環(huán)。7. 與大氣溫度相同的壓縮空氣可以膨脹作功，這一事實是否違反了熱力學第二定律？答：不矛盾。壓縮空氣雖然與大氣有相同溫度，但壓力較高，與大氣不處于相互平衡的狀態(tài)，當壓縮空氣 過渡到與大氣相平衡時，過程中利用系統(tǒng)的作功能力可以作功，

6、這種作功并非依靠冷卻單一熱源，而是依 靠壓縮空氣的狀態(tài)變化。況且，作功過程中壓縮空氣的狀態(tài)并不依循環(huán)過程變化。8. 下述說法是否正確：.熵增大的過程必定為吸熱過程： 熵減小的過程必為放熱過程；定熵過程必為可逆絕熱過程。答：說法不對。系統(tǒng)的熵變來源于熵產(chǎn)和熱熵流兩個局部，不可逆絕熱過程中工質(zhì)并未從外界吸熱，但 由于存在熵產(chǎn)工質(zhì)的熵也會因而增大；說法是對的。系統(tǒng)的熵變來源于熵產(chǎn)和熱熵流兩個局部，其中熵產(chǎn)必定是正值，因而僅當系統(tǒng)放熱，熱熵流為負值時，系統(tǒng)的熵值才可能減小；這種說法原那么上是不對的。系統(tǒng)的熵變來源于熵產(chǎn)和熱熵流兩個局部，其中熵產(chǎn)必定是正值，對于 不可逆的放熱過程，其熱熵流為負值，當熱熵

7、流在絕對數(shù)值上恰好與熵產(chǎn)一樣時，過程將成為定熵的。因 此：可逆的絕熱過程為定熵過程，而定熵過程卻不一定是絕熱過程。9. 下述說法是否有錯誤：熵增大的過程必為不可逆過程；使系統(tǒng)熵增大的過程必為不可逆過程； 熵產(chǎn)Sg > 0的過程必為不可逆過程； 不可逆過程的熵變 S無法計算； 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，那么S不可逆S可逆、Sf,不可逆Sf,可逆、Sg,不可逆 Sg,可逆；不可逆絕熱膨脹的終態(tài)熵大于初態(tài)熵，S>S，不可逆絕熱壓縮的終態(tài)熵小于初態(tài)熵s<s； 工質(zhì)經(jīng)過不可逆循環(huán)有：:,ds 0 ； ： dq 0。Tr答：說法不正確。系統(tǒng)的熵變來源于

8、熵產(chǎn)和熱熵流兩個局部，其中熵產(chǎn)必定是正值含零，熱熵流那么可為正值，亦可為負值。當系統(tǒng)吸熱時熱熵流為正值，即便是可逆過程熵產(chǎn)為零系統(tǒng)的熵也增大；此說法與是一樣的。如果所說的“系統(tǒng)指的是孤立系統(tǒng)那么說法是正確的。不過實在不應該這樣 模糊“系統(tǒng)這一概念！根據(jù)熵產(chǎn)原理，這一說法是正確的。此說法完全錯誤。熵是狀態(tài)參數(shù)，只要過程的初、終狀態(tài)確定了，系統(tǒng)的熵變就完全確定，與過程 無關。因此，不可逆過程熵變的計算方法之一便是借助同樣初、終狀態(tài)的可逆過程來進行計算。至于利用 熵的一般關系式進行熵變計算，它們根本就與過程無關。 根據(jù)熵為狀態(tài)參數(shù)知，兩種過程的端點狀態(tài)相同時應有相同的熵變，認為S不可逆S可逆 是 錯

9、誤的;不可逆過程將有熵產(chǎn)生，而可逆過程那么不會產(chǎn)生熵，因此說Sg不可逆Sg可逆是正確的；熵是狀態(tài)參數(shù)，過程端點狀態(tài)相同時應有相同熵變，由系統(tǒng)熵方程S SfSg，過程可逆時SSf,可逆；不可逆時Sf,不可逆S Sg,不可逆，式中Sg,不可逆0，可見應有Sf ，可逆Sf,不可逆而不是Sf,不可逆Sf,可逆。此說法不對。根據(jù)熵產(chǎn)原理，系統(tǒng)經(jīng)歷不可逆絕熱過程后，無論是膨脹或受壓縮，其熵都將增大由熵為狀態(tài)參數(shù)知，工質(zhì)經(jīng)過循環(huán)過程后其熵應不變，所以dq認為：ds 0是不正確的；根據(jù)克勞修斯不等式知，0是正Tr確的。10.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5-33，問q*b和qa-c哪個大？ 并在T-s圖上表示過程a-b、a-c及q*b、中。提示：可根據(jù)循環(huán) a-b-c-a 考慮。 答：根據(jù)循環(huán)a-b-c-a的情況應是正循環(huán)，即循環(huán)的吸熱量應大于循環(huán)的放 熱量指絕對值。其中qa-b為循環(huán)的吸熱量，q>a為循環(huán)的放熱量，由此，知 qa-b > qa-c在T-s圖上中b的大小如面積 abcsbsaa所示；中c的大小如面積 acsbsaa所示；11.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某種理想氣體壓縮到相同的終壓，在P-v