工程熱力學(xué)課后思考題答案(沈維道-童鈞耕主編)

.1．閉口系與外界無物質(zhì)交換，系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量保持恒定，那么系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量不一定，穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量也保持恒定。不對，絕熱系的絕熱是指熱能單獨(dú)通過系統(tǒng)邊界進(jìn)行傳遞(傳熱量)，隨物質(zhì)進(jìn)出的熱能(準(zhǔn)確地說是熱力學(xué)能)不在其中。平衡狀態(tài)一定是穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定狀態(tài)則不一定是平衡狀態(tài)。讀數(shù)會(huì)改變嗎？絕對壓力計(jì)算公式中，當(dāng)?shù)卮髿鈮菏欠癖囟ㄊ黔h(huán)境pb大氣壓？pg2pg1當(dāng)?shù)卮髿鈮簆b改變，壓力表p2=pg2+p15．溫度計(jì)測溫的基本原理是什p1=pg1+pb4題圖...熱力學(xué)第零定律InordertomeasuretemperatureofbodyA,wecomparebodyC—a不同測溫物質(zhì)的測溫結(jié)果有較大的誤差，因?yàn)闇y溫結(jié)果依賴于測有勢差(溫度差、壓力差、濃度差、電位差等等)存在。8．分別以圖1-20所示的參加公路自行車賽的運(yùn)動(dòng)員、運(yùn)動(dòng)手槍中的壓縮空氣、杯子里的熱水和正在運(yùn)行的電視機(jī)為研究對象，說明這些參加公路自行車賽的運(yùn)動(dòng)員是開口系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)手槍中的壓縮空氣是閉口絕熱系統(tǒng)、杯子里的熱水是開口系統(tǒng)(閉口系統(tǒng)——忽略蒸發(fā)時(shí))、正在運(yùn)行的電視機(jī)是閉口系統(tǒng)。.取正在使用的家用電熱水器為控制體(但不包括電加熱器)，這是什么系統(tǒng)？把電加熱器包括在研究對象內(nèi)，這是什么系統(tǒng)？什么情況下能熱水傳熱傳熱冷水冷水a(chǎn)b9題圖不包括電加熱器為開口(不絕熱)系統(tǒng)(a圖)。包括電加熱器則為開口絕熱系統(tǒng)(b圖)。將能量傳遞和質(zhì)量傳遞(冷水源、熱水匯、熱源、電源等)全部包括在內(nèi)，構(gòu)成孤立系統(tǒng)?；蛘哒f，孤立系統(tǒng)把所有發(fā)生相互作用的10．分析汽車動(dòng)力系統(tǒng)(圖1-21)與外界的質(zhì)能交換情況。吸入空氣，排出煙氣，輸出動(dòng)力(機(jī)械能)以克服阻力，發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，燃料燃燒是熱源，燃?xì)夤べ|(zhì)吸熱；系統(tǒng)包括燃燒時(shí)，油料發(fā)生減少。11．經(jīng)歷一個(gè)不可逆過程后，系統(tǒng)能否恢復(fù)原來狀態(tài)？包括系統(tǒng)和外.p(p(2)設(shè)真空部分裝有許多隔板，逐個(gè)抽去隔板，每抽一塊板讓氣體先恢復(fù)平衡在抽 (3)上述兩種情況從初態(tài)變化到終態(tài)，其.經(jīng)歷一個(gè)不可逆過程后，系統(tǒng)可以恢復(fù)原來狀態(tài)，它將導(dǎo)致外界部分，一部分裝氣體，一部分抽成真空，(1)突然抽去隔板，氣體(系統(tǒng))是否作11a2bv14．系統(tǒng)經(jīng)歷一可逆正向循環(huán)和其逆向可逆循環(huán)后，系統(tǒng)和外界有什么變化？若上述正向循環(huán)及逆向循環(huán)中有不可逆因素，則系統(tǒng)及外界系統(tǒng)經(jīng)歷一可逆正向循環(huán)和其逆向可逆循環(huán)后，系統(tǒng)和外界沒有..變化。若上述正向循環(huán)及逆向循環(huán)中有不可逆因素，則系統(tǒng)恢復(fù)原來狀態(tài)，外界則留下了變化(外界的熵增加)。15．工質(zhì)及氣缸、活塞組成的系統(tǒng)經(jīng)循環(huán)后，系統(tǒng)輸出功中是否要減不是。熱力學(xué)能是工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)，是工質(zhì)的性質(zhì)，是工質(zhì)內(nèi)部儲(chǔ)存能量，是與狀態(tài)變化過程無關(guān)的物理量。熱量是工質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)通過系統(tǒng)邊界傳遞的熱能，其大小與變化過程有關(guān)，熱量不是狀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儲(chǔ)存能？在以氫、氧為燃料的電池系無論參考坐標(biāo)建立在何處，工質(zhì)的總能中始終包括外部儲(chǔ)存能，工質(zhì)的宏觀動(dòng)能、宏觀勢能的值等于零，便于計(jì)算。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。...不能?；灸芰糠匠淌絻H僅說明且充分說明功、熱量和熱力學(xué)能都是能量，都是能量存在的一種形式，在能量的數(shù)量上它們是有等價(jià)關(guān)系的。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)無關(guān)。示。若將隔板抽去，分析容器中空氣的熱力學(xué)能將如何變化？若在隔板上有一小孔，氣體泄漏入B中，分析A、ABq=0，u為負(fù)值(uAB部摩擦耗散為熱能被氣體重新吸.1分別討論上述兩式的適用范圍。前者適用于任意系統(tǒng)、任意工質(zhì)和任意過程。后者適用于任意系統(tǒng)、任意工質(zhì)和可逆過程。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。開口系工質(zhì)流動(dòng)，而閉口系工質(zhì)不流動(dòng)，所以推動(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。我個(gè)人認(rèn)為推動(dòng)功應(yīng)該定義為由于工質(zhì)在一定狀態(tài)下占有一定空間所具有的能量，它是工質(zhì)本身所固有的性質(zhì)，是一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。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8．焓是工質(zhì)流入(或流出)開口系時(shí)傳遞入(或傳遞出)系統(tǒng)的總能但是由于工質(zhì)不流動(dòng)，所以其焓值沒有什么意義。焓=熱力學(xué)能+占位能推動(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。下游無工質(zhì)，故不需要推動(dòng)功。利用開口系統(tǒng)的一般能量方程式推導(dǎo)的最終結(jié)果也是如此。...10．穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式(2-21)是否可應(yīng)用于像活塞式壓氣機(jī)這樣可以。熱力系統(tǒng)的選取有很大的自由度。一般把活塞式壓氣機(jī)取為閉口系統(tǒng)，是考察其一個(gè)沖程內(nèi)的熱力變化過程。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。11．為什么穩(wěn)定流動(dòng)開口系內(nèi)不同部分工質(zhì)的比熱力學(xué)能、比焓、比化值，穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)在不同時(shí)間內(nèi)各點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)都不發(fā)生變化，所力學(xué)能、比焓、比熵等的改變僅僅是依坐標(biāo)的改變。過程，是否同時(shí)滿足下列三式：6Q=dH+6Wt上述三式中，W、Wt和Wi的相互關(guān)系是什么？i.13所示。工程上幾臺(tái)qm1pT3qm33p,T22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。通常進(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。離開系統(tǒng)的能量：qm3帶出的，沒有機(jī)械能(軸功)輸出。如果合流前后流速變化不太大，且勢能變化一般可以忽略，則能量方13232.本題中，如果流體反向流動(dòng)就是分流問題，分流與合流問題的能量方程式是一樣的，一般習(xí)慣前后反過來寫。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)如何決定第一個(gè)問題很含混，關(guān)于“理想氣體”可以說很多。可以說理想氣體的定義：理想氣體，是一種假想的實(shí)際上不存在的氣體，其分子是一些彈性的、不占體積的質(zhì)點(diǎn)，分子間無相互作用力。也可以說，理想氣體是實(shí)際氣體的壓力趨近于零時(shí)極限狀況。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。后一個(gè)問題，當(dāng)氣體距離液態(tài)比較遠(yuǎn)時(shí)(此時(shí)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。理想氣體是實(shí)際氣體在低壓高溫時(shí)的抽象。2．氣體的摩爾體積V是否因氣體的種類而異？是否因所處狀態(tài)不同m氣體的摩爾體積V不因氣體的種類而異。所處狀態(tài)發(fā)生變化，氣m發(fā)生變化。任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(p=101325Pa，..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、熱力不適用于前者，一定條件下近似地適用于后者。vu=f(p,v)。但又曾得出結(jié)論，理想氣體的熱力學(xué)能(或焓)只取決于溫不矛盾。pv=RgT。熱力學(xué)能(或焓)與溫度已經(jīng)相當(dāng)于一個(gè)狀態(tài)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？對理想氣體的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)。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？不那么絕對，但是在工程熱力學(xué)范圍內(nèi)，可以這么說。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。 (熱力學(xué)第三定律可以表述為，絕對零度可以無限接近，但永遠(yuǎn)不可標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)想氣體1和2狀態(tài)間熱力學(xué)能變化量、焓變化量能否在圖上用面積表.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Upp1120sv學(xué)能和焓都是狀態(tài)參數(shù)，其變化與過程路徑無關(guān)。11．理想氣體熵變計(jì)算式(3-39)、(3-41)、(3-43)等是由可逆過程導(dǎo)可以。熵是狀態(tài)參數(shù)，其變化與過程路徑無關(guān)。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不正確。錯(cuò)在c不是狀態(tài)參數(shù)，與過程有關(guān)。是溫度單值函數(shù)的..氣體吸熱后熱力學(xué)能一定增加；(4)氣體膨脹時(shí)一定對外作功；(5)耗功。(1)正確；(2)不正確；(3)不正確；(4)正確；(5)正確。14．氮、氧、氨這樣的工質(zhì)是否和水一樣也有飽和狀態(tài)的概念，也存是的。幾乎所有的純物質(zhì)(非混合物)都有飽和狀態(tài)的概念，也存在臨界狀態(tài)。此外的物質(zhì)性質(zhì)更為復(fù)雜。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)有什對于多元(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)三相點(diǎn)是三相共存點(diǎn)，在該點(diǎn)發(fā)生的相變都具有相變潛熱。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)各相保持各自的物性參數(shù)沒有巨大的變化，臨界點(diǎn)的物性參數(shù)會(huì)產(chǎn)生巨大的峰值變化。三相點(diǎn)和臨界點(diǎn)是蒸汽壓曲線的兩個(gè)端點(diǎn)。三相點(diǎn)容易實(shí)現(xiàn)，臨界點(diǎn)不容易實(shí)現(xiàn)。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。..ucvT理想氣體而言的。水既不是理想氣體，w18．有人根據(jù)熱力學(xué)第一定律解析式6q=dh–vdp和比熱容的定義c=c=，所以認(rèn)為h=cT2T是普遍適用于一切工質(zhì)的。進(jìn)而推論dTppT1得出水定壓汽化時(shí)，溫度不變，因此其焓變量h=cT2T=0。這一ppT1械能之間的轉(zhuǎn)換情況，找出其內(nèi)在規(guī)律及影響轉(zhuǎn)化的因素。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，從而加即過程進(jìn)行時(shí)限定某一參數(shù)不發(fā)生變化。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)；第二式只適用于定壓過程。乘以溫差來計(jì)算。定溫過程氣體的溫度不變，在定溫膨脹過程中是否11qpvlnp1、v11“可逆定溫過程”已經(jīng)把途徑規(guī)定好了，此時(shí)談與途徑的關(guān)系沒有..5．閉口系在定容過程中外界對系統(tǒng)施以攪拌功6w，問這時(shí)6Q=mcvdT不成立。攪拌功6w以機(jī)械能形式通過系統(tǒng)邊界，在工質(zhì)內(nèi)部通過傳遞的熱能，不包括機(jī)械能。6．絕熱過程的過程功w和技術(shù)功wt的計(jì)算式兩式來源于熱力學(xué)第一定律的第一表達(dá)式和第二表達(dá)式，唯一條件就是絕熱q=0，與是否理想氣體無關(guān)，且與過程是否可逆也無關(guān)，絕熱過程。(1)定容過程即無膨脹(或壓縮)功的過程；答：(1)定容過程即無膨脹(或壓縮)功的(2)絕熱過程即定熵過程；——錯(cuò)誤，可逆絕熱過程是定熵過程，不可逆絕(3)多變過程即任意過程。——錯(cuò)..誤，右圖中的過程就不是多變過程。pp232314Ov14Ov：111ppbOvcpbcTcacOv.從熱力學(xué)第一定律的第一表達(dá)式和第二表達(dá)式來看，膨脹功和技零，也不可能相等，所以理想氣體定溫過程的膨脹功等于技術(shù)功不能1212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)通過過程的起點(diǎn)劃等壓線(定壓線)，過程指向定壓線下側(cè)，系統(tǒng)..通過過程的起點(diǎn)劃等熵線(定熵線)，過程指向定熵線右側(cè)，系統(tǒng)Ap,n=0As,n=kvTs,n=kp,n=0As4-14試以可逆絕熱過程為例，說明水蒸氣的熱力過程與理想氣體的熱相同點(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)。計(jì)算過程中，始終要符合熱力學(xué)第一定律。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。4-15實(shí)際過程都是不可逆的，那么本章討論的理想可逆過程有什么意理想可逆過程是對實(shí)際過程的近似和抽象，實(shí)際過程過于復(fù)雜不..可以了解實(shí)際過程能量轉(zhuǎn)換變化情況，以及如何向理想可逆過程靠近答：熱能不是不可能全部變成機(jī)械能，如定溫過程就可以。但想要連續(xù)地將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能則是不可能的。部轉(zhuǎn)變?yōu)楣ν廨敵?，是否與熱力學(xué)第二定律的開爾文敘述有矛盾？提示：考慮氣體本身是否有變化。答：理想氣體進(jìn)行定溫膨脹時(shí)，壓力不斷降低，體積越來越大。當(dāng)壓力低到外界壓力時(shí)，就不能再繼續(xù)降低了，過程也就停止了。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。)一方面壓力降低，體積增大就是變化；另一方面，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)要求連續(xù)工作，而定溫過程做不到。所以，這個(gè)過程與熱力學(xué)第二定律無矛盾。過程需付出代價(jià)(更強(qiáng)的自發(fā)過程)才能實(shí)現(xiàn)，可逆過程則是一種實(shí).QQQQ.際上不存在的理想過程，兩者之間沒有什么關(guān)系。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(dòng)力。因此，溫差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、電阻等等。5-5試證明熱力學(xué)第二定律的各種說法的等效性：若克勞修斯說法不成立，則開爾文說法也不成立。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T1QE2QQE2Q2T2TT1QWR2T2Q1..溫?zé)嵩矗鐖D中虛線所示那樣，則總的結(jié)果為高溫?zé)嵩词崮芟喈?dāng)于一臺(tái)從單一熱源吸熱而作功的循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。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(jià)(圖4-2)。(2)不可逆循環(huán)熱效率一定小于可逆循環(huán)熱效率；(3)可逆循環(huán)熱效TtT1(1)錯(cuò)。(2)錯(cuò)。應(yīng)當(dāng)是在同樣的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g。否則沒有(3)錯(cuò)。應(yīng)當(dāng)是在同樣的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g。否則沒有tqtT11答：不同。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)。(第三版5-8題)不違反。它是依賴于壓力差作功的。2)熵減..小的過程必為放熱過程；(3)定熵過程必為可逆絕熱過程；(4)熵增(6)熵產(chǎn)Sg>0的過程必為不可逆過程。(1)錯(cuò)。不可逆絕熱過程熵也會(huì)增大。(2)錯(cuò)，不準(zhǔn)確。不可逆放熱過程，當(dāng)放熱引起的熵減大于不可逆引起的熵增時(shí)(亦即當(dāng)放熱量大于不可逆耗散所產(chǎn)生的熱量時(shí))，它也可以表現(xiàn)為熵略微減少，但沒有可逆放熱過程熵減少那么多。(3)錯(cuò)。不可逆放熱過程，當(dāng)放熱引起的熵減等于不可逆引起的熵增時(shí)(亦即當(dāng)放熱量等于不可逆耗散所產(chǎn)生的熱量時(shí))，它也可以表現(xiàn)為熵沒有發(fā)生變化。(4)錯(cuò)?？赡嫖鼰徇^程熵增大。(5)錯(cuò)。理由如上?？梢哉f：“使孤立系統(tǒng)熵增大的過程必為不可逆過程?！?6)對。S)則S不可逆>S可逆，Sf，不可逆>Sf，可逆，Sg，不可逆>Sg，可逆；(3)不可逆絕熱膨脹終態(tài)熵大于初態(tài)熵S2>S1，不可逆絕熱壓縮終態(tài)熵小于初態(tài)熵r..(1)錯(cuò)。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SSSfSfSg可逆>Sg，可逆。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)之間的熵差保持同一1(3)錯(cuò)。不可逆絕熱壓縮過程的終態(tài)熵也大于初態(tài)熵，S>S1acbc同一條絕熱線上(見圖pb學(xué)第一定律，必然有|qa-b|>|qc-a|，才能對外輸出凈功。也就是，5-11某種理想氣體由同一初態(tài)經(jīng)可逆絕熱.pppp.pTp1TpT122p1T122v5-12孤立系統(tǒng)中進(jìn)行了(1)可逆過程；(2)不可逆過程，問孤立系統(tǒng)(2)孤立系統(tǒng)中進(jìn)行了不可逆過程后，總能不變，總熵、總火用都減去排斥大氣功(無用功)才等于有用功，這里是否有矛盾？5-14下列命題是否正確？若正確，說明理由；若錯(cuò)誤，請改正。...(2)在水壺中燒水，必有熱量散發(fā)到環(huán)境大氣中，這就是火無，而(4)系統(tǒng)的火用只能減少不能增加。(5)任一使系統(tǒng)火用增加的過程必然同時(shí)發(fā)生一個(gè)或多個(gè)使火用減可逆變化到終態(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t.p果兩條絕熱線可以相交，則令絕pbbv熱過程，只有定壓過程bcv環(huán)回路圍成的面積就是對外凈輸出功。顯然，這構(gòu)成了從單一熱源吸熱并將之全部轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)，是違反熱力學(xué)第二定律的。.q31kR(q31kR(TT)qRTlnp2q2pk112.TT132T290T360T1H0(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1..種情形是不可能實(shí)現(xiàn)的。情形有實(shí)現(xiàn)的可能(如果自然界存在可逆過程的話)，而且是c,此循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)，且耗熱比可逆循環(huán)要多，所以是不可逆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其液態(tài)較遠(yuǎn)時(shí)，分子體積與分子間作用力的影響很小，可以把實(shí)際氣體處理。狀態(tài)下的理想氣體相比，發(fā)生了變化。變化的比例就是壓縮因子。Z3.范德瓦爾方程的精度不高，但是在實(shí)際氣體狀態(tài)方程的研究中范..態(tài)方程中它的形式最簡單；它較好地定性地描述了實(shí)際氣體的基本特征；其它半理論半經(jīng)驗(yàn)的狀態(tài)方程都是沿范德瓦爾方程前進(jìn)的。4.范德瓦爾方程中的物性常數(shù)a和b可以由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到，也因子誤差較大，所以由試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到的接近于實(shí)際。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，為意義，并且原則上都可以通過理論計(jì)算。但是第四維里系數(shù)以上的高而是在研究實(shí)際氣體狀態(tài)方程時(shí)有所應(yīng)用。6.什么叫對應(yīng)態(tài)定律？為什么要引入對應(yīng)態(tài)定律？什么是對比參能借助某一資料充分的參考流體的熱力性質(zhì)來估算其它流體的性質(zhì)。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)。(對比參數(shù)是一...階導(dǎo)數(shù)等于零、兩階導(dǎo)數(shù)等于零等性質(zhì)以外，還有哪些共性？如8.自由能和自由焓的物理意義是什么？兩者的變化量在什么條件下不可逆變化(外部條件不變)，則ds>0，dg<0。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dg<0，。類似地，簡單可壓縮系統(tǒng)在等溫等容條件下，內(nèi)部發(fā)生變化的必根兩者的變化量在什么條件下會(huì)相等？有什么意義呢？dg–df=d(h.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)。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(shí)驗(yàn)確答：根據(jù)熱力學(xué)一般關(guān)系式和狀態(tài)方程式以及補(bǔ)充數(shù)據(jù)，可以利用已知性質(zhì)推出未知性質(zhì)，并求出能量轉(zhuǎn)換關(guān)系。例如，當(dāng)計(jì)算單位T可利用dH方程式，即式 就可以在兩個(gè)端態(tài)之間選擇任意一個(gè)過程或幾個(gè)過程的組合。兩種簡單的組合.p00T..0pTT13.本章導(dǎo)出的關(guān)于熱力學(xué)能、焓、熵的一般關(guān)系式是否可用于不可.答：由于熱力學(xué)能、焓、熵都是狀態(tài)參數(shù)，其變化與過程無關(guān)，所以其結(jié)果也可以用于不可逆過程。據(jù)cp–cv的一般關(guān)系式分析水的比定壓熱容和比定容熱容的pT(0.0010432一00010435))||T平衡溫度(相變溫度)越高。水的相圖中，液固平衡曲線的斜率為負(fù)值，導(dǎo)致壓力越高，平衡溫度(相變溫度)越低。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)孤立系統(tǒng)中過程進(jìn)行的方向是使熵增大的方向，當(dāng)熵達(dá)到最大值時(shí)，過程不能再進(jìn)行下去，孤立系統(tǒng)達(dá)到熱力學(xué)平衡狀態(tài)。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。1．對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)變答：對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。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。但在某些特殊的、局部的場合，矛盾的主次雙方發(fā)生轉(zhuǎn)化，通道的形狀可能成為主要作用方面。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，流答：q=Acf=constantmv因而由上式有Acf=常數(shù)，即截面積變化與速度變化成反比。3．在高空飛行可達(dá)到高超音速的飛機(jī)在海平面上是否能達(dá)到相同的高理想氣體音速a==kpv=kRT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。此外，高空空氣比海平面稀薄得多，飛行阻力也小得多，所上也會(huì)有差異。答：亞聲速時(shí)噴管擴(kuò)壓管噴管超聲速時(shí)擴(kuò)壓管噴管擴(kuò)壓管5．當(dāng)有摩擦損耗時(shí)，噴管的流出速度同樣可都不適合都不合適溫度比可逆情況下要高，這兩個(gè)溫度對應(yīng)的焓之差就是摩擦損耗的表..答：不是。動(dòng)能損失就是5題圖中的焓差。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(dòng)力，所以這計(jì)。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(a)(b)答：(1)兩噴管最小截面積相等，則兩噴管的流量相等，出口截面流速和壓力不相等。漸縮噴管出口截面流速為當(dāng)?shù)匾羲?，出口截面壓力等于臨界壓力(0.528Mpa)，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()。..(2)漸縮噴管，沿截面2'–2'切去一段后，臨界狀態(tài)前移到2'–(0.528Mpa)，由于出口面積變大，噴管流量增大。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)，何在推導(dǎo)節(jié)流微分效應(yīng)J時(shí)可Ti轉(zhuǎn)回曲線等利用dh=0？焓答：不是。節(jié)流過程的起迄點(diǎn)Ti,max線落在等焓線上，但過程不沿著定焓線進(jìn)行。節(jié)流微分效應(yīng)J力的關(guān)系，溫度、壓力均為狀Ti,min所以可以利用等焓線分析推10．既然絕熱節(jié)流前后焓值不變，為什么作功能力有損失？答：絕熱節(jié)流后氣體的壓力降低，可逆絕熱膨脹過程焓降所能作出的然等于節(jié)流前。該作出的功沒有作出，就產(chǎn)生了作功能力損失。..想氣體的混合氣流溫度表達(dá)式。混合氣體的熵值