第一章思索題（工程熱力學）1、進行任何熱力分析是否都要選取熱力系統(tǒng)？答：是。熱力分析首先應明確探討對象。2、引入熱力平衡態(tài)解決了熱力分析中的什么問題？答：若系統(tǒng)處于熱力平衡狀態(tài)，對于整個系統(tǒng)就可以用一組統(tǒng)一的并具有確定數值的狀態(tài)參數來描述其狀態(tài)，使得熱力分析大為簡化。3、“平衡”和“勻稱”有什么區(qū)分和聯(lián)系答：平衡（狀態(tài)）值的是熱力系在沒有外界作用（意即熱力、系與外界沒有能、質交換，但不解除有恒定的外場如重力場作用）的狀況下，宏觀性質不隨時間變更，即熱力系在沒有外界作用時的時間特征-與時間無關。所以兩者是不同的。如對氣-液兩相平衡的狀態(tài)，盡管氣-液兩相的溫度，壓力都相同，但兩者的密度差別很大，是非勻稱系。反之，勻稱系也不肯定處于平衡態(tài)。但是在某些特別狀況下，“平衡”與“勻稱”又可能是統(tǒng)一的。如對于處于平衡狀態(tài)下的單相流體（氣體或者液體）假如忽視重力的影響，又沒有其他外場（電、磁場等）作用，那么內部各處的各種性質都是勻稱一樣的。4、“平衡”和“過程”是沖突的還是統(tǒng)一的？答：“平衡”意味著宏觀靜止，無變更，而“過程”意味著變更運動，意味著平衡被破壞，所以二者是有沖突的。對一個熱力系來說，或是平衡，靜止不動，或是運動，變更，二者必居其一。但是二者也有結合點，內部平衡過程恰恰將這兩個沖突的東西有條件地統(tǒng)一在一起了。這個條件就是：在內部平衡過程中，當外界對熱力系的作用緩慢得足以使熱力系內部能量剛好復原不斷被破壞的平衡。5、“過程量”和“狀態(tài)量”有什么不同？答：狀態(tài)量是熱力狀態(tài)的單值函數，其數學特性是點函數，狀態(tài)量的微分可以改成全微分，這個全微分的循環(huán)積分恒為零；而過程量不是熱力狀態(tài)的單值函數，即使在初、終態(tài)完全相同的狀況下，過程量的大小與其中間經驗的詳細路徑有關，過程量的微分不能寫成全微分。因此它的循環(huán)積分不是零而是一個確定的數值。6、閉口系與外界無物質交換，系統(tǒng)內質量保持恒定，那么系統(tǒng)內質量保持恒定的熱力系肯定是閉口系統(tǒng)嗎？答：不肯定。穩(wěn)定流淌開口系統(tǒng)內質量也可以保持恒定。7、平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)有何區(qū)分和聯(lián)系，平衡狀態(tài)與勻稱狀態(tài)有何區(qū)分和聯(lián)系？答：只有在沒有外界影響的條件下，工質的狀態(tài)不隨時間變更，這種狀態(tài)稱之為平衡狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)只要其工質的狀態(tài)不隨時間變更，就稱之為穩(wěn)定狀態(tài)，不考慮是否在外界的影響下，這是他們的本質區(qū)分。平衡狀態(tài)并非穩(wěn)定狀態(tài)之必要條件。物系內部各處的性質勻稱一樣的狀態(tài)為勻稱狀態(tài)。平衡狀態(tài)不肯定為勻稱狀態(tài)，勻稱并非系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)之必要條件。8、有人認為，開口系統(tǒng)中系統(tǒng)與外界有物質交換，而物質又與能量不行分割，所以開口系統(tǒng)不行能是絕熱系。對不對，為什么？答：這種說法是不對的。工質在越過邊界時，其熱力學能也越過了邊界。但熱力學能不是熱量，只要系統(tǒng)和外界沒有熱量交換就是絕熱系。9、溫度計測溫的基本原理是什么？答：熱力學第零定律10、閱歷溫標的缺點是什么？為什么？答：任何一種閱歷溫標不能作為度量溫度的標準。由于閱歷溫標依靠于測溫物質的性質，當選用不同測溫物質的溫度計、采納不同的物理量作為溫度的標記來測量溫度時，除選定為基準點的溫度，其他溫度的測定值可能有微小的差異。11、促使系統(tǒng)狀態(tài)變更的緣由是什么？舉例說明。答：有勢差（溫度差、壓力差、濃度差、電位差等等）存在。12、準靜態(tài)過程如何處理“平衡狀態(tài)”又有“狀態(tài)變更”的沖突？答：準靜態(tài)過程是指系統(tǒng)狀態(tài)變更的不平衡勢差無限小，以致于該系統(tǒng)在隨意時刻均無限接近于某個平衡態(tài)。準靜態(tài)過程允許系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變更，但是要求狀態(tài)變更的每一步，系統(tǒng)都要處在平衡狀態(tài)。13、經驗一個不行逆過程后，系統(tǒng)能否復原原來狀態(tài)？包括系統(tǒng)和外界的整個系統(tǒng)能否復原原來狀態(tài)？答：經驗一個不行逆過程后系統(tǒng)可以復原為原來狀態(tài)。系統(tǒng)和外界整個系統(tǒng)不能復原原來狀態(tài)。14、系統(tǒng)經驗一可逆正向循環(huán)及其逆向可逆循環(huán)后，系統(tǒng)和外界有什么變更？若上述正向及逆向循環(huán)環(huán)中有不行逆因素，則系統(tǒng)及外界有什么變更？答：系統(tǒng)經驗一可逆正向循環(huán)及其逆向可逆循環(huán)后，系統(tǒng)復原到原來狀態(tài)，外界沒有變更；若存在不行逆因素，系統(tǒng)復原到原狀態(tài)，外界產生變更。15、工質及氣缸、活塞組成的系統(tǒng)經循環(huán)后，系統(tǒng)輸出的功中是否要減去活塞排斥大氣功才是有用功？答：不肯定。主要看輸出功的主要作用是什么，排斥大氣功是否有用。16、分別以下圖所示的參與馬路自行車賽的運動員、運動手槍中的壓縮空氣、杯子里的熱水為探討對象，說明這些是什么系統(tǒng)。16題圖答：參與馬路自行車賽的運動員是開口系統(tǒng)、運動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)——忽視蒸發(fā)時）。17題圖a17題圖ab冷水冷水熱水傳熱傳熱熱水電流答：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）。將能量傳遞和質量傳遞（冷水源、熱水匯、熱源、電源等）全部包括在內，構成孤立系統(tǒng)。或者說，孤立系統(tǒng)把全部發(fā)生相互作用的部分均包括在內。18、分析汽車動力系統(tǒng)（下圖）與外界的質能交換狀況。18題圖汽車動力系統(tǒng)示意圖答：吸入空氣，排出煙氣，輸出動力（機械能）以克服阻力，發(fā)動機水箱還要大量散熱。不考慮燃燒時，燃料燃燒是熱源，燃氣工質吸熱；系統(tǒng)包括燃燒時，油料發(fā)生削減。19、下圖中容器為剛性絕熱容器，分成兩部分，一部分裝氣體，一部分抽成真空，中間是隔板，（1）突然抽去隔板，氣體（系統(tǒng)）是否作功？（2）設真空部分裝有很多隔板，逐個抽去隔板，每抽一塊板讓氣體先復原平衡再抽去下一塊，則又如何？（3）上述兩種狀況從初態(tài)變更到終態(tài)，其過程是否都可在p-v圖上表示？答：（1）不作功；（2）不作功；（3）前者不行，后者可以。pv1abpv1ab2答：不同意。過程1a2的作功量是確定的，而過程1b2的作功量不確定，因而無法比較。21、準靜態(tài)過程的概念為什么不能完全表達可逆過程的概念？答：可逆過程的充分必要條件為：1、過程進行中，系統(tǒng)內部以及系統(tǒng)與外界之間不存在不平衡勢差，或過程應為準靜態(tài)的；2、過程中不存在耗散效應。即“無耗散”的準靜態(tài)過程才是可逆過程，因此準靜態(tài)過程的概念不能完全表達可逆過程的概念。22、有人說，不行逆過程是無法復原到起始狀態(tài)的過程，這種說法對嗎？答：不對。系統(tǒng)經驗不行逆過程后是可以復原到起始狀態(tài)的，只不過系統(tǒng)復原到起始狀態(tài)后，外界卻無法同時復原到起始狀態(tài)，即外界的狀態(tài)必將發(fā)生變更。23、,可以用于不行逆過程么？為什么？答：計算得到的是準靜態(tài)過程的容積變更功，因此僅適用于準靜態(tài)過程或可逆過程；對于非準靜態(tài)過程，其過程曲線無法在P-V圖上表達，因此也就無法用上面的公式進行計算。僅用于可逆過程：依據熵的定義式：，對于可逆過程，計算出的是傳熱量，此時僅表示熵流；對于不行逆過程，熵的變更不僅包括熵流，還包括熵產，即，因此中的不僅包括由于傳熱產生的熵流，還包括由于不行逆導致的熵產，因此上式不適用于不行逆過程，例如絕熱過程，系統(tǒng)由于經驗了不行逆過程，熵增，但此時傳熱量為零。24、假如容器中氣體壓力保持不變，那么壓力表的讀數肯定也保持不變，對嗎？答：不對。因為壓力表的讀書取決于容器中氣體的壓力和壓力表所處環(huán)境的大氣壓力兩個因素。因此即使容器中的氣體壓力保持不變，當大氣壓力變更時，壓力表的讀數也會隨之變更，而不能保持不變。25、倘使容器中氣體的壓力沒有變更，試問安裝在該容器上的壓力表的讀數會變更嗎？肯定壓力計算公式p=pb+pg(p>pb),p=pb-pv(p<pb)p2=p2=pg2+p1pbpg2pg1p1=pg1+pb8題圖答：壓力表的讀數可能會變更，依據壓力儀表所處的環(huán)境壓力的變更而變更。當地大氣壓不肯定是環(huán)境大氣壓。環(huán)境大氣壓是指壓力儀表所處的環(huán)境的壓力。26、表壓力或真空度為什么不能當作工質的壓力？工質的壓力不變更，測量它的壓力表或真空表的讀數是否會變更？答：由