工程熱力學(xué)思考題答案,第二章

1、第 二 章 熱力學(xué)第一定律 1. 熱力學(xué)能就是熱量嗎?答：不是，熱是能量的一種，而熱力學(xué)能包括內(nèi)位能，內(nèi)動(dòng)能，化學(xué)能，原子能，電磁能，熱力學(xué)能是狀態(tài)參數(shù)，與過(guò)程無(wú)關(guān)，熱與過(guò)程有關(guān)。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?jī)?chǔ)能？在以氫氧為燃料的電池系統(tǒng)中系統(tǒng)的熱力學(xué)能是否包括氫氧的化學(xué)能？答：不包括，相對(duì)飛機(jī)坐標(biāo)系，外部?jī)?chǔ)能為0；以氫氧為燃料的電池系統(tǒng)的熱力學(xué)能要包括化學(xué)能，因?yàn)橄到y(tǒng)中有化學(xué)反應(yīng)3. 能否由基本能量方程得出功、熱量和熱力學(xué)能是相同性質(zhì)的參數(shù)結(jié)論？答：不會(huì)，可知，公式中的為熱力學(xué)能的差值，非熱力學(xué)能，熱力學(xué)能為狀態(tài)參數(shù)，與過(guò)程無(wú)關(guān)

2、。4.剛性絕熱容器中間用隔板分為兩部分，A 中存有高壓空氣，B 中保持真空，如圖 2-1 所示。若將隔板抽去，分析容器中空氣的熱力學(xué)能如何變化？若隔板上有一小孔，氣體泄漏入 B 中，分析 A、B 兩部分壓力相同時(shí) A、B 兩部分氣體的熱力學(xué)能如何變化？ 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。 若有一小孔，以 B 為熱力系進(jìn)行分析 只有流體的流入沒(méi)有流出，忽略動(dòng)能、勢(shì)能。B部分氣體的熱力學(xué)能增量為 ，A部分氣體的熱力學(xué)能減少量為5.熱力學(xué)第一定律能量方程式是否可以寫(xiě)成下列兩種形式： ，的形式，為什么？答:熱力學(xué)第一定律能量方程式不可以寫(xiě)成題中所述的形式。對(duì)于 只有在

3、特殊情況下，功w 可以寫(xiě)成pv。熱力學(xué)第一定律是一個(gè)針對(duì)任何情況的定律，不具有w =pv這樣一個(gè)必需條件。對(duì)于公式，功和熱量不是狀態(tài)參數(shù)所以不能寫(xiě)成該式的形式。 6.熱力學(xué)第一定律解析式有時(shí)寫(xiě)成下列兩種形式： 分別討論上述兩式的適用范圍. 答： 適用于任何過(guò)程，任何工質(zhì)。 可逆過(guò)程，任何工質(zhì) 7.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)作出的。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。8.焓是工質(zhì)流入（或流出）開(kāi)口系時(shí)傳遞入（或傳遞出）系統(tǒng)的總能量，那么閉口系統(tǒng)有沒(méi)有焓值？答：有焓值

4、。等于系統(tǒng)的內(nèi)能U加上壓強(qiáng)p和體積V的乘積，即H=U+pV9氣體流入真空容器中，是否需推動(dòng)功？答：無(wú)推動(dòng)功，但有膨脹功10穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式是否可應(yīng)用于活塞式壓氣機(jī)這種機(jī)械的穩(wěn)定工況運(yùn)行的能量分析？為什么？ 答：可以。穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式可應(yīng)用于任何穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程，對(duì)于連續(xù)工作的周期性動(dòng)作的能量轉(zhuǎn)換裝置，只要在平均單位時(shí)間所作的軸功、吸熱量以及工質(zhì)的平均流量為常量，雖然它內(nèi)部工質(zhì)的狀態(tài)及流動(dòng)情況是變化的，但這種周期性的變化規(guī)律不隨時(shí)間而變，所以仍然可以利用穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式分析其能量轉(zhuǎn)換關(guān)系 11.為什么穩(wěn)定流動(dòng)開(kāi)口系內(nèi)不同部位工質(zhì)的比熱力學(xué)能，比焓，比熵等都會(huì)改變，而整個(gè)系統(tǒng)的，？答：穩(wěn)定流動(dòng)的含義是參數(shù)不隨時(shí)間的變化而改變，因此，但不同部位的比熱力學(xué)能，比焓，比熵等都會(huì)變的，與位置有關(guān)。12. 開(kāi)口系實(shí)施穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程，是否同時(shí)滿足下列三式： 上述三式中 的相互關(guān)系是什么？ 答：同時(shí)滿足。進(jìn)、出口工質(zhì)的流動(dòng)動(dòng)能及重力位能的變化可以忽略不計(jì)時(shí)，穩(wěn)定流動(dòng)的開(kāi)口系統(tǒng)的軸功即等于技術(shù)功；膨脹功等于技術(shù)功與流動(dòng)功的代數(shù)和。 13.幾股流體匯合成一股流體稱為合流，如圖 2-2 所示。工程上幾臺(tái)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(wèn)題。通常合流過(guò)程都是絕熱的。取 1-