思考題第一章平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)有何區(qū)分？熱力學(xué)中為什幺要引入平衡態(tài)的概念？描述。表壓力或真空度能否作為狀態(tài)參數(shù)進展熱力計算？假設(shè)工質(zhì)的壓力不變，問測量其壓力的壓力表或真空計的讀數(shù)是否可能變化？表或真空計的讀數(shù)可能變化，由于測量所處的環(huán)境壓力可能發(fā)生變化。當(dāng)真空表指示數(shù)值愈大時，說明被測對象的實際壓力愈大還是愈??？答：真空表指示數(shù)值愈大時，說明被測對象的實際壓力愈小。準(zhǔn)平衡過程與可逆過程有何區(qū)分？肯定是可逆過程。不行逆過程是無法回復(fù)到初態(tài)的過程，這種說法是否正確？下使系統(tǒng)回復(fù)到初態(tài)，并不是不能回復(fù)到初態(tài)。沒有盛滿水的熱水瓶，其瓶塞有時被自動頂開，有時被自動吸緊，這是什幺緣由？答：水溫較高時，水對熱水瓶中的空氣進展加熱，空氣壓力上升，大于環(huán)境壓力，瓶塞被自用U答：嚴(yán)格說來，是有影響的，由于U型管越粗，就有越多的被測工質(zhì)進入U型管中，這局部工質(zhì)越多，它對讀數(shù)的準(zhǔn)確性影響越大。其次章絕熱剛性容器，中間用隔板分為兩局部，左邊盛有空氣，右邊為真空，抽掉隔板，空氣將布滿整個容器。問：⑴空氣的熱力學(xué)能如何變化？⑵空氣是否作出了功？⑶能否在坐標(biāo)圖上表示此過程？為什么？〔〕空氣向真空的絕熱自由膨脹過程的熱力學(xué)能不變?？諝鈱ν獠蛔龉?。不能在坐標(biāo)圖上表示此過程，由于不是準(zhǔn)靜態(tài)過程。2.以下說法是否正確？⑴氣體膨脹時肯定對外作功。錯，比方氣體向真空中的絕熱自由膨脹，對外不作功。⑵氣體被壓縮時肯定消耗外功。功。⑶氣體膨脹時必需對其加熱。錯，比方氣體向真空中的絕熱自由膨脹，不用對其加熱。⑷氣體邊膨脹邊放熱是可能的。對，比方多變過程，當(dāng)nk⑸氣體邊被壓縮邊吸入熱量是不行能的。錯，比方多變過程，當(dāng)nk⑹對工質(zhì)加熱，其溫度反而降低，這種狀況不行能。錯，比方多變過程，當(dāng)n大于1，小于k“任何沒有體積變化的過程就肯定不對外作功”的說法是否正確？那么沒有體積變化的過程就肯定不對外作功。2-61-21-a-2各量的大?。孩臰與W；(2) U與 U；(3)Q12〕W

Q1a2大。

12 1a2

12 1a21a2(2)一樣大。2-64〔3〕Q大。1a2說明以下各式的應(yīng)用條件：⑴quw閉口系的一切過程⑵qupdv閉口系統(tǒng)的準(zhǔn)靜態(tài)過程⑶qu(pv pv)22 11開口系統(tǒng)的穩(wěn)定流淌過程，并且軸功為零⑷qup(v2

v)1開口系統(tǒng)的穩(wěn)定定壓流淌過程，并且軸功為零；或者閉口系統(tǒng)的定壓過程。系？〔開口系統(tǒng)時，〔宏觀動能和勢能〕的變化；流淌功又稱為推動功，1kg備的軸功。對于穩(wěn)定流淌，工質(zhì)的技術(shù)功等于膨脹功與流淌功差值的代數(shù)和。假設(shè)工質(zhì)進、出熱力設(shè)備的宏觀動能和勢能變化很小，可無視不計，則技術(shù)功等于軸功。第三章抱負(fù)氣體的c和cp v

之差及c和cp

之比是否在任何溫度下都等于一個常數(shù)？答：抱負(fù)氣體的c和cp v

之差在任何溫度下都等于一個常數(shù)，而c和cp v

之比不是。1假設(shè)比熱容是溫度t的單調(diào)增函數(shù)，當(dāng)t t時，平均比熱容c|t1

、c|t2、c|t2

中哪一2 1個最大？哪一個最小？

0 0 t11答：由c|t1

、c|t2

、c|t2

的定義可知0 0 t1

cdtc10tc1010 t1

c(t

，其中0t1ct20

t2cdt 0t2t2cdt

c(t

，其中0t2ct2t1

t1t t12

c(t

)，其中t1

t2t由于比熱容是溫度t的單調(diào)增函數(shù)，所以可知c|t2>c|，又由于tct2t

011ctt1ct2 0 2

01(ct2ct2)t (ct2ct1)t 0ct2ct2t t

t 2 t 0 1 t1 2 1故可知c|t2最大，t1

1 0 1 1 0又由于：

tt2cdt

1cdt

tt(tttt

)1cdtt

t2cdtct2

ct 10

20 1 2 0 1t110 0 tt tt1112 12(tt 1 2

)tct11 0

(t2

t)t1

ct2t1

(t t 2

)t(ct21 t1

ct1)0 0tt tt12 12所以c|t1最小。02.pvR質(zhì)的比熱容僅是溫度的函數(shù)嗎？

Tg答：不肯定，比方抱負(fù)氣體遵循此方程，但是比熱容不是常數(shù)，是溫度的單值函數(shù)。這種物質(zhì)的比熱容不肯定僅是溫度的函數(shù)。由比熱容的定義，并考慮到工質(zhì)的物態(tài)方程可得到：dq d(uw) du dw du dv duc p RdT dT dT dT dT dT dT g度的函數(shù)了。在uv圖上畫出定比熱容抱負(fù)氣體的可逆定容加熱過程、可逆定壓加熱過程、可逆定溫加熱過程和可逆絕熱膨脹過程。u1u1234v答：圖中曲線1為可逆定容加熱過程；2為可逆定壓加熱過程；3為可逆定溫加熱過程；4v1，從下向上?？赡娑▔杭訜徇^程有：Tc c du PPdvP P1dvcdvucvc v R 1 1 2c和c1

為常數(shù)，且考慮到v0時，u0，所以c 02 2ucv1所以此過程為過原點的射線2，且向上。抱負(fù)氣體的可逆定溫加熱過程有：uqw0qw0氣體對外做功，體積增加，所以為曲線3，從左到右?？赡娼^熱膨脹過程有：c c 1dupdv 1vk

dvu

1 ck1vk1 2c、c1

為常數(shù)2所以為圖中的雙曲線4，且方向朝右〔膨脹過程。pv圖Ts圖上⑴空氣升壓，升溫，又放熱；⑵空氣膨脹，升溫，又放熱；( 此過程不行能)⑶n1.6的膨脹過程，并推斷qwu的正負(fù)；⑷n1.3的壓縮過程，推斷qw、u的正負(fù)。答：pTpTn=0An=11<n<kn=±∞n=kvsvs空氣升溫、升壓、又放熱有：qc

R

T0,且T TV n1 2 1 2 1所以：cV

Rn1

1nk此多變過程如下圖，在p－v圖上，此過程為沿著幾條曲線的交點A向上，即沿壓力和溫度增加的方向；在T-s圖上此過程為沿著幾條曲線的交點ApTn=0n=1ApTn=0n=1A1<n<kn=±∞n=kn=0An=11<n<kn=±∞n=kvs空氣膨脹，升溫，又放熱有：qc

R

T0,且T TV n1 2 1 2 1所以：cV

Rn1

1nkn=0An=0An=1n=±∞n=k1<n<kpn=1.6n=kn=1.6pn=1.6n=kn=1.6Tn=1n=0n=1An=kn=±∞n=1.6n=0n=1An=±∞n=1.6n=kv svsn1.6p－v圖上，膨脹過程體積增大，過程從幾條曲線的交點A下；在T－s圖上，過程從幾條曲線的交點A向下。此過程為放熱，對外做功，內(nèi)能削減。pTn=0An=1pTn=0An=1n=1.3n=±∞n=kn=0An=1n=±∞n=kn=1.3vsn1.3p－v圖上，壓縮過程體積減小，過程從幾條曲線的交點AT－s圖上，過程從幾條曲線的交點A增加。在Ts圖上，如何將抱負(fù)氣體任意兩狀態(tài)間的熱力學(xué)能和焓的變化表示出來。答：抱負(fù)氣體的內(nèi)能和焓都是溫度的單值函數(shù)，因此在Ts圖上，定內(nèi)能和定焓線為一條平行于T軸的直線，只要知道初態(tài)和終態(tài)的溫度，分別在Ts圖上找到對應(yīng)溫度下的定內(nèi)能和定焓直線，就可以確定內(nèi)能和焓的變化值。凡質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大的組元氣體，其摩爾分?jǐn)?shù)是否也肯定較大？試舉例說明之。答：依據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系，有：wMiMx ii wiMi并不大。抱負(fù)混合氣體的比熱力學(xué)能是否是溫度的單值函數(shù)？其cp答：不是。由于抱負(fù)混合氣體的比熱力學(xué)能為：

c是否仍遵循邁耶公式？vu xum i mii其中x是摩爾組分，而u是溫度的單值函數(shù)，所以抱負(fù)混合氣體的比熱力學(xué)能不僅是溫度i i數(shù)。其cp

c仍遵循邁耶公式，由于：v Cp,m

C v,m

(xCi

p,mi

xCi

v,mi

xR Ri m mi i有人認(rèn)為由抱負(fù)氣體組成的封閉系統(tǒng)吸熱后，其溫度必定增加，這是否完全正確？你認(rèn)為哪一種狀態(tài)參數(shù)必定增加？程中吸熱的同時對外作正功，當(dāng)作的正功大于吸熱量，其內(nèi)能必定削減，溫度必定降低。只有熵值必定增加，由于依據(jù)克勞休斯不等式有:dsdQdT其中等號適用于可逆過程，不等號適用于不行逆過程，對于不行逆過程，T為熱源的溫度，由于溫度T〔dQ0〕時，系統(tǒng)的熵必定增加。3－173-1711Ma1時，要想使氣流的速度增加，要求噴管的截面積沿氣流方向漸漸減小，即漸Ma1即漸擴噴；而對于先縮后擴的縮放噴管〔也稱拉戈爾噴管，在最小截面處氣流的流速恰好管適用于做噴管；對于超聲速氣流，漸縮管適用于做擴壓管，漸擴管適用于做噴管。第四章循環(huán)的熱效率公式

1q2t q1

1T2Tt2T和 1有何區(qū)分？各適用什么場合？答：前式適用于各種可逆和不行逆的循環(huán)，后式只適用于可逆的卡諾循環(huán)。小于可逆循環(huán)的熱效率，這些說法是否正確？為什么？答：不正確，熱效率為輸出凈功和吸熱量的比，因此在一樣吸熱量的條件下，循環(huán)輸?shù)臈l件下。在一樣的初態(tài)和終態(tài)下，不行逆循環(huán)的熱效率肯定小于可逆循環(huán)的熱效率。熱力學(xué)其次定律可否表述為“機械能可以全部變?yōu)闊崮?，而熱能不行能全部變?yōu)闄C械能”？答：不對，必需保證過程完畢后對系統(tǒng)和外界沒有造成任何影響這一條件。否則熱能可以全部變?yōu)闄C械能，比方抱負(fù)氣體的定溫膨脹過程，系統(tǒng)把從外界吸取的熱量全部轉(zhuǎn)化為機械能，外界雖然沒有任何任何變化，但是系統(tǒng)的體積發(fā)生轉(zhuǎn)變了。以下說法是否正確？為什么？⑴熵增大的過程為不行逆過程；⑵不行逆過程的熵變S無法計算；⑶ S必大于可逆途徑的S；⑷ 工質(zhì)經(jīng)受不行逆循環(huán)后S0；⑸ 自然界的過程都是朝著熵增的方向進展的，因此熵減小的過程不行能實現(xiàn)；⑹ 工質(zhì)被加熱熵肯定增大，工質(zhì)放熱熵肯定減小。答：〔1〕不正確，只有孤立系統(tǒng)才可以這樣說；不正確，S為狀態(tài)參數(shù)，和過程無關(guān)，知道初態(tài)和終態(tài)就可以計算；不對，SS相等；不對，工質(zhì)經(jīng)受可逆和不行逆循環(huán)后都回到初態(tài)，所以熵變?yōu)榱?。不對，比方系統(tǒng)的抱負(fù)氣體的可逆定溫壓縮過程，系統(tǒng)對外放熱，熵減小。工質(zhì)被加熱熵肯定增大，但是系統(tǒng)放熱，熵不肯定減小。假設(shè)是可逆過程，熵才肯定減小。假設(shè)工質(zhì)從同一初態(tài)動身，分別經(jīng)受可逆絕熱過程與不行逆絕熱過程膨脹到一樣的終壓力，兩過程終態(tài)的熵哪個大？對外作的功哪個大？試用坐標(biāo)圖進展分析.答：不行逆過程熵大，可逆過程作功大了一樣的熱量，工質(zhì)終態(tài)的熵是否一樣？為什么？，故終態(tài)的熵不同。工質(zhì)由初態(tài)經(jīng)過一不行逆絕熱過程膨脹到終態(tài)態(tài)？初態(tài)。20kJ25kJ，請問能否通過可逆絕過程使系統(tǒng)回到初態(tài)？為什么？能否通過不行逆絕熱過程使系統(tǒng)回到初態(tài)？答：依據(jù)克勞休斯不等式，我們知道系統(tǒng)在過程中的熵變滿足：SQ

20(kJ)0T T(K)統(tǒng)回到初態(tài)。閉口系統(tǒng)經(jīng)受了一不行逆過程對外作功10kJ5kJ，問系統(tǒng)的熵變是正、是負(fù)還是不能確定？答：熵是狀態(tài)參數(shù)，功和熱量都是過程量，所以不能確定系統(tǒng)的熵變。第五章熱水泵必需安裝在熱水容器下面距容器有肯定高度的地方，而不能安裝在熱水容器上面，為什么？答：保證其壓力。鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣在定溫過程中是否滿足的關(guān)系？為什么？答：不對，由于水蒸氣不能看作是抱負(fù)氣體，其內(nèi)能不僅是溫度的函數(shù)，還是壓U0。0℃0℃0℃的水存在？為什么？0℃0℃0℃的水存在，由于水的三相點溫度為℃，低于三相點溫度，只可能是固態(tài)或是氣態(tài)。25MPa1MPa的水那樣經(jīng)受汽化過程？為什么？答：不行以，由于水的臨界點壓力為，故此，當(dāng)壓力高于臨界壓力時，它的汽化不經(jīng)過氣液兩相區(qū)，而是由液相連續(xù)的到達氣相。

dTdT=0，由此得p出結(jié)論，水定壓汽化時dhc

dT0，此結(jié)論是否正確？為什么？p答：不正確，由于定壓汽化過程中發(fā)生了相變，上式只適用于不發(fā)生相變的過程。試解釋濕空氣、濕蒸汽、飽和濕空氣。答：濕空氣：含水蒸汽的空氣；濕蒸汽：含有液態(tài)水的水蒸氣；飽和濕空氣：相對濕度為100％的濕空氣。對未飽和濕空氣與飽和濕空氣分別推斷干球溫度、濕球溫度、露點溫度三者的大小。答：未飽和濕空氣：干球溫度>濕球溫度>露點溫度飽和濕空氣：干球溫度>濕球溫度＝露點溫度在一樣的溫度及壓力下，濕空氣與干空氣相比，那個密度大？答：干空氣的密度大。同一地區(qū)陰雨天的大氣壓力為什么比晴朗天氣的大氣壓力低？答：陰雨天相對濕度高，水蒸氣分壓力大。假設(shè)兩種濕空氣的總壓力和相對濕度一樣，問：溫度高的濕空氣含濕量大還是溫度低的濕空氣含濕量大？為什么？1答：由d0.662高含濕量大。

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