工程熱力學(xué)(共4頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上01 基本概念思 考 題1-1 閉口系與外界無(wú)質(zhì)量交換，如果一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量保持恒定，那么能否說(shuō)明這個(gè)系統(tǒng)一定為閉口系？答：如果一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量保持恒定，但有質(zhì)量進(jìn)入并離開(kāi)系統(tǒng)，說(shuō)明該系統(tǒng)與外界有質(zhì)量交換，則該系統(tǒng)也不能稱(chēng)為閉口系統(tǒng)。1-2 如圖容器為剛性絕熱容器，抽去隔板，重又平衡，該過(guò)程是否為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程？逐個(gè)抽去隔板，又如何？ 圖1-1 思考題1-2附圖答：如果抽去該系統(tǒng)的隔板，這是一個(gè)自由膨脹問(wèn)題，是一個(gè)典型的不可逆過(guò)程，也是非準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。而逐個(gè)抽去隔板后，如果隔板足夠多，則是一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。1-3 如果容器中氣體的壓力保持不變，那么壓力表上的讀數(shù)也一定保持不變，是

2、否正確？答：容器內(nèi)氣體的壓力保持不變，但如果容器所處的環(huán)境壓力發(fā)生變化的話，則壓力表上的讀數(shù)會(huì)發(fā)生變化。1-4 試判斷下列過(guò)程是否為可逆過(guò)程：（1）對(duì)剛性容器內(nèi)的水加熱使其在恒溫下蒸發(fā)；（2）對(duì)剛性容器內(nèi)的水作功使其在恒溫下蒸發(fā)；（3）對(duì)剛性容器中的空氣緩慢加熱使其從50升溫到100；（4）定質(zhì)量的空氣在無(wú)摩擦、不導(dǎo)熱的氣缸和活塞中被慢慢壓縮；（5）100的蒸汽流與25的水流絕熱混合；（6）鍋爐中的水蒸汽定壓發(fā)生過(guò)程（溫度、壓力保持不變）；（7）高壓氣體突然膨脹至低壓；（8）摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的熱燃?xì)怆S活塞迅速移動(dòng)而膨脹；（9）氣缸中充有水，水上面有無(wú)摩擦的活塞，緩慢地對(duì)水加熱使之蒸發(fā)；答：（

3、1）不是（2）不是（3）不是，（4）是（5）不是（6）不是（7）不是（8）不是（9）是02 理想氣體的性質(zhì)思 考 題2-1 什么是理想氣體？理想氣體的適用條件是什么？答：理想氣體：分子為不占體積的彈性質(zhì)點(diǎn)，除碰撞外分子間無(wú)作用力。理想氣體是實(shí)際氣體在低壓高溫時(shí)的抽象，是一種實(shí)際并不存在的假想氣體。判斷所使用氣體是否為理想氣體（1）依據(jù)氣體所處的狀態(tài)（如氣體的密度是否足夠?。┕烙?jì)作為理想氣體處理時(shí)可能引起的誤差；（2）應(yīng)考慮計(jì)算所要求的精度，若為理想氣體則可使用理想氣體的公式。2-2 如果某種工質(zhì)的狀態(tài)方程式為，那么這種工質(zhì)的比熱容、熱力學(xué)能、焓都僅僅是溫度的函數(shù)嗎？答：一種氣體滿足理想氣體狀態(tài)

4、方程則為理想氣體，那么其比熱容、熱力學(xué)能、焓都僅僅是溫度函數(shù)。2-3 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？ 答：邁耶公式的推導(dǎo)用到理想氣體方程，因此適用于理想氣體混合物不適合實(shí)際氣體。2-5 氣體熱力性質(zhì)表中的u、h及的基準(zhǔn)是什么狀態(tài)？答：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)2-6 混合氣體中如果已知兩種組分A和B的摩爾分?jǐn)?shù)，能否斷定質(zhì)量分?jǐn)?shù)也是？答：因?yàn)?，混合氣體的折合摩爾質(zhì)量相同，但是組分A和B摩爾的摩爾質(zhì)量大小關(guān)系不能確定，所以不能斷定。03 熱力學(xué)第一定律思 考 題3-1 熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)是什么？答：熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)是能量守恒與轉(zhuǎn)換原理在熱現(xiàn)象中的應(yīng)用，它確定了熱力過(guò)程中熱力系統(tǒng)與外界進(jìn)

5、行能量交換時(shí)，各種形態(tài)能量數(shù)量上的守恒關(guān)系。3-2熱力學(xué)第一定律解析式有時(shí)寫(xiě)成下列兩種形式：和。兩式的適用范圍有何不同？ 答：適用于任何過(guò)程，任何工質(zhì)；適用于可逆過(guò)程，任何工質(zhì)。3-3 工質(zhì)進(jìn)行膨脹時(shí)是否必須對(duì)工質(zhì)加熱？工質(zhì)吸熱后熱力學(xué)能是否一定增加？對(duì)工質(zhì)加熱其溫度反而降低是否有可能？ 答：由閉口系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律關(guān)系式：，規(guī)定吸熱，對(duì)外做功。（1）不一定；工質(zhì)對(duì)外做功，由于可以使，因此可能出現(xiàn)，即對(duì)外放熱；（2）不一定；工質(zhì)吸熱，由于可以使，即工質(zhì)對(duì)外做功，因此可能出現(xiàn)，即工質(zhì)熱力學(xué)能減小；（3）可能；對(duì)工質(zhì)加熱，由于可以使，即工質(zhì)對(duì)外做功，因此可能出現(xiàn)，對(duì)于理想氣體，其內(nèi)能僅為溫度的單值

6、函數(shù)，因此對(duì)于理想氣體來(lái)說(shuō)溫度可能降低。3-4 膨脹功、推動(dòng)功、軸功和技術(shù)功四者之間有何聯(lián)系和區(qū)別？答：膨脹功（）是工質(zhì)體積變化產(chǎn)生的功，是基本功。推動(dòng)功（）是工質(zhì)在流動(dòng)過(guò)程中所傳遞的功。膨脹功和推動(dòng)功的代數(shù)和為技術(shù)功（）,它是工程上可以利用的功量。軸功（）是指從機(jī)器軸端輸出的有用功，它等于技術(shù)功與流動(dòng)工質(zhì)的動(dòng)、位能變化量的代數(shù)和，即。3-5 為什么推動(dòng)功出現(xiàn)在開(kāi)口系能量方程式中，而不出現(xiàn)在閉口系能量方程式中？答：推動(dòng)功是由流進(jìn)（出）系統(tǒng)的工質(zhì)傳遞而由工質(zhì)后面的物質(zhì)系統(tǒng)做出的。對(duì)于閉口系統(tǒng)，不存在工質(zhì)的流進(jìn)（出），所以不存在這樣進(jìn)行傳遞的功。3-6 什么是焓？它的物理意義是什么？為什么說(shuō)它是工

7、質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)？答：工質(zhì)在流經(jīng)一個(gè)開(kāi)口系統(tǒng)時(shí)，進(jìn)入（或帶出）系統(tǒng)的能量除工質(zhì)本身具有的熱力學(xué)能，還有在開(kāi)口系統(tǒng)中工質(zhì)流動(dòng)而傳遞的推動(dòng)功，我們就把這些工質(zhì)流經(jīng)一個(gè)開(kāi)口系統(tǒng)時(shí)的能量總和叫做焓，。焓的變化等于閉口系統(tǒng)在定壓過(guò)程中與外界交換的熱量。在任一平衡狀態(tài)下，都有一定的值，因而也有一定的值，而與達(dá)到這一狀態(tài)的路徑無(wú)關(guān)，這符合狀態(tài)參數(shù)的基本性質(zhì)，滿足狀態(tài)參數(shù)的定義，因而焓是工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。3-7 如圖中過(guò)程1-2與過(guò)程1-a-2，有相同的初態(tài)和終態(tài)，試比較兩過(guò)程的功誰(shuí)大誰(shuí)??？熱量誰(shuí)大誰(shuí)小？熱力學(xué)能的變化量誰(shuí)大誰(shuí)??？圖3-1 思考題3-7附圖答：兩過(guò)程中1-a-2的過(guò)程功大。兩過(guò)程的熱力學(xué)能大小相同，

8、因此根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，過(guò)程1-a-2的熱量大。3-8 如圖所示，一內(nèi)壁絕熱的容器，中間用隔板分為兩部分，A中存有高壓空氣，B中保持高度真空。如果將隔板抽出，容器中空氣的熱力學(xué)能如何變化？為什么？ 圖3-2 思考題3-8附圖答：將隔板抽去，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，其中，所以容器中空氣的熱力學(xué)能不變。04 理想氣體的熱力過(guò)程思 考 題4-1在定容過(guò)程和定壓過(guò)程中，氣體的熱量可根據(jù)過(guò)程中氣體的比熱容乘以溫差來(lái)計(jì)算。定溫過(guò)程氣體的溫度不變，在定溫膨脹過(guò)程中是否需對(duì)氣體加入熱量？如果加入的話應(yīng)如何計(jì)算？答：定溫過(guò)程對(duì)氣體應(yīng)加入的熱量 4-2 任何定溫過(guò)程都有，嗎？對(duì)于理想氣體如何？答：不對(duì)，對(duì)于理想氣

9、體成立，因?yàn)槔硐霘怏w的熱力學(xué)能和焓都只是溫度的函數(shù)，故定溫過(guò)程也即定熱力學(xué)能過(guò)程、定焓過(guò)程。05 熱力學(xué)第二定律思 考 題5-1. 熱力學(xué)第二定律能否表達(dá)為：“機(jī)械能可以全部變?yōu)闊崮?，而熱能不可能全部變?yōu)闄C(jī)械能?！边@種說(shuō)法有什么不妥當(dāng)？答：熱能不是不可能全部變成機(jī)械能，如定溫過(guò)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。5-2. 自發(fā)過(guò)程是不可逆過(guò)程，非自發(fā)過(guò)程必為可逆過(guò)程？答：這種說(shuō)法不對(duì)。非自發(fā)過(guò)程需付出代價(jià)才能實(shí)現(xiàn)，可逆過(guò)程則是一種實(shí)際上不存在的理想過(guò)程，兩者之間沒(méi)有什么關(guān)系。5-3. 請(qǐng)給“不可逆過(guò)程”一個(gè)恰當(dāng)?shù)亩x。熱力過(guò)程中有哪幾種不可逆因素？答：各種不可逆因素總可以表示為將機(jī)械能耗散為熱能