工程熱力學(xué)基礎(chǔ)課后答案

1、第一章1.閉口系統(tǒng)與外界沒(méi)有質(zhì)量交換，系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量保持恒定的熱力系統(tǒng)一定是閉口系統(tǒng)，這種說(shuō)法是否正確。答：不一定是閉口系統(tǒng)，也可能是不穩(wěn)定流動(dòng)敞開系統(tǒng)。2.開系與閉系是可以相互轉(zhuǎn)變，系統(tǒng)的選擇對(duì)問(wèn)題的分析有無(wú)影響？答：隨著研究者所關(guān)心的問(wèn)題不同，系統(tǒng)的選取可不同，系統(tǒng)所包含的內(nèi)容也可不同，以方便解決問(wèn)題為原則。系統(tǒng)選取的方法對(duì)研究問(wèn)題的結(jié)果并無(wú)影響，只是解決問(wèn)題時(shí)的繁雜程度不同 3.系統(tǒng)處于熱力學(xué)平衡，是否溫度和壓力必須處處相等？答：平衡狀態(tài)是指在沒(méi)有外界影響的條件下，系統(tǒng)的宏觀狀態(tài)不隨時(shí)間而改變。在平衡狀態(tài)，系統(tǒng)中沒(méi)有不平衡的勢(shì)（或驅(qū)動(dòng)力）存在。溫差的存在，系統(tǒng)就有熱量的傳遞，力差的存在，系統(tǒng)

2、就有力的傳遞，有位移的存在，所以要系統(tǒng)處于熱力學(xué)平衡，就必須使溫度和壓力處處相等。4.狀態(tài)參數(shù)有什么特點(diǎn)？答：狀態(tài)參數(shù)是整個(gè)系統(tǒng)的特征量，它不取決于系統(tǒng)狀態(tài)如何變化，只取決于最終的系統(tǒng)狀態(tài)。因此，狀態(tài)參數(shù)是狀態(tài)的的單值函數(shù)，狀態(tài)一定，狀態(tài)參數(shù)也隨之確定；若狀態(tài)發(fā)生變化，則至少有一種狀態(tài)參數(shù)發(fā)生變化。換句話說(shuō)，狀態(tài)參數(shù)的變化只取決于給定的初始狀態(tài)和終了狀態(tài)，而與變化過(guò)程中所經(jīng)歷的一切中間狀態(tài)或途徑無(wú)關(guān)。因此，確定狀態(tài)參數(shù)的函數(shù)為點(diǎn)函數(shù)，則具有積分特性和微分特性 5.平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)有何區(qū)別與聯(lián)系？平衡狀態(tài)與均勻狀態(tài)有何區(qū)別與聯(lián)系？ 答：穩(wěn)定狀態(tài)是指狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間改變，但這種不變可能是靠外界影

3、響來(lái)維持的。平衡狀態(tài)是指不受外界影響時(shí)狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間變化。兩者既有區(qū)別，又有聯(lián)系，平衡必穩(wěn)定，穩(wěn)定未必平衡。均勻狀態(tài)是指不受外界影響時(shí)不但狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間變化，而且狀態(tài)參數(shù)不隨空間變化。均勻必平衡，平衡未必均勻。當(dāng)然對(duì)于由單相物質(zhì)組成的系統(tǒng)，均勻必平衡，平衡也必均勻 6.什么是準(zhǔn)平衡過(guò)程？引入這一概念在工程上有什么好處？ 答：在過(guò)程進(jìn)行中系統(tǒng)隨時(shí)保持無(wú)限接近平衡狀態(tài)，就稱為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程或準(zhǔn)平衡過(guò)程。在實(shí)際的熱力過(guò)程中，由于不平衡勢(shì)差的作用必將經(jīng)歷一系列非平衡態(tài)。這種非平衡狀態(tài)實(shí)際上無(wú)法用少數(shù)狀態(tài)參數(shù)描述。為此，研究熱力過(guò)程時(shí)，需要對(duì)實(shí)際過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化，建立某些理想化的物理模型。準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程和可逆過(guò)

4、程就是兩種理想化的物理模型，從而使得對(duì)問(wèn)題的分析與計(jì)算大為簡(jiǎn)化。7.容器內(nèi)壓力不變，測(cè)該容器壓力的壓力表的讀數(shù)是否會(huì)改變？ 答：容器上壓力表的讀數(shù)是表壓力，它除了與工質(zhì)的絕對(duì)壓力有關(guān)外，還與它所處的環(huán)境壓力有關(guān)，因此，當(dāng)壓力表處于不同的環(huán)境時(shí)，壓力表讀數(shù)會(huì)不同。容器內(nèi)工質(zhì)的壓力計(jì)算公式為： 當(dāng)工質(zhì)絕對(duì)壓力大于大氣壓力時(shí)，壓力計(jì)的示值稱為表壓力，以符號(hào) 表示，則 當(dāng)工質(zhì)絕對(duì)壓力小于大氣壓力時(shí)，壓力計(jì)的示值稱為真空度，以 表示。則大氣壓力 是地面上空氣柱的重量所造成的，它隨著各地的緯度、高度和氣候條件而有些變化，可用氣壓計(jì)測(cè)定。由此可見，即使工質(zhì)的絕對(duì)壓力不變，表壓力和真空度仍有可能變化。 8.經(jīng)

5、歷一不可逆過(guò)程后，系統(tǒng)和外界能否恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)？答：能。只是必須在環(huán)境留下痕跡9.實(shí)現(xiàn)可逆過(guò)程的基本條件是什么？可逆過(guò)程與準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程有何不同？答：實(shí)現(xiàn)可逆過(guò)程的充分條件是：過(guò)程是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，即過(guò)程所涉及到的有相互作用的各物體之間的不平衡勢(shì)差為無(wú)限小；過(guò)程中不存在耗散效應(yīng)，即不存在由于摩擦、非彈性變形、電流流經(jīng)電阻等使功不可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬默F(xiàn)象。它們的區(qū)別在于，準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程著眼于平衡，耗散效應(yīng)對(duì)它無(wú)影響，而可逆過(guò)程不但強(qiáng)調(diào)平衡，而且強(qiáng)調(diào)能量傳遞效果?？赡孢^(guò)程中不存在任何能量損耗，因而它是衡量實(shí)際過(guò)程效率高低的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，也是實(shí)際過(guò)程的理想極限。10.表壓力或真空度為什么不能當(dāng)作工質(zhì)壓力？工質(zhì)的壓力不變

6、，測(cè)量它的壓力表或真空度的讀數(shù)是否會(huì)變化？ 看7題11.平衡狀態(tài)是不隨時(shí)間改變的，所以一定是均勻狀態(tài)，對(duì)嗎？ 看5題習(xí)題用剛性壁將容器分割成兩部分，如圖12所示。壓力表A和C位于大氣環(huán)境中，它們分別測(cè)量室2和室1的壓力，壓力表B位于室2中，測(cè)量室1的壓力。(1)若pB0.25MPa，pC0.32MPa， 大氣壓力為0.1MPa，試計(jì)算壓力表A的讀數(shù)及室1、室2的絕對(duì)壓力。(2)若A為真空計(jì)，其讀數(shù)為0.05MPa，壓力表B的讀數(shù)為0.06MPa，則壓力表C的讀數(shù)為多少?pg解：(1)p1pCp00.320.10.42MPa p1pBp2 p2p1一pB0.420.250.17MPa pAp2一

7、p00.170.10.07MPa (2)p2p0一pA0.10.050.05MPaplp2十pB0.050.060.11MPapCpl一p00.110.10.01MPa第三章例題1：150的液態(tài)水放在一密封容器內(nèi)，試問(wèn)水可能處于什么壓力？解：查飽和蒸汽表， t1=150時(shí)ps=476kPa 因此水可能處于p476kPa，若pt1時(shí)，平均比熱容 、 、 的大小關(guān)系如何？6.對(duì)于理想氣體 ， ,它們的適用條件是什么？ 理想氣體的一切過(guò)程實(shí)際氣體定容、或定壓過(guò)程8.理想氣體的熱力學(xué)能的基準(zhǔn)點(diǎn)是以壓力還是溫度或是兩者同時(shí)為基準(zhǔn)規(guī)定的?是以溫度為基準(zhǔn)9.試說(shuō)明理想氣體熱力學(xué)能和焓的特點(diǎn) 理想氣體熱力學(xué)能和焓只與溫度有關(guān)10.絕熱容器內(nèi)盛有一定氣體,外界通過(guò)容器內(nèi)葉輪向空氣加入wkJ的功.若氣體視為理想氣體,試分析氣體熱力學(xué)能、焓、溫度、熵的變化。熱力學(xué)能增大、焓增大、溫度增高、熵增大。11.邁耶公式 是否適用于理想氣體混合物，是否適用于實(shí)際氣體？適用于理想氣體混合物,不適用于實(shí)際氣體12.由A、B兩種氣體組成的混合氣體，如果摩爾分?jǐn)?shù) ，是否必有質(zhì)量分?jǐn)?shù)?不一定,與分子量有關(guān).14.壓縮因子的物理意義是什么?反映實(shí)際氣體與理想氣體的偏離程度；反映氣體壓縮性的大小.15.理想氣體狀態(tài)方程用于實(shí)際氣體時(shí)產(chǎn)生偏離的原因是什么？實(shí)際氣體分子本身占有一定的體積,實(shí)際氣體分子間有相互吸引力.18.水的三