工程熱力學思考題及答案第四章

1、 工程熱力學思考題及答案第四章理想氣體的熱力過程分析氣體的熱力過程要解決哪些問題？用什么方法解決？試以理想氣體的定溫過程為例說明之。答：主要解決的問題及方法：（1）根據(jù)過程特點（及狀態(tài)方程）定-過程方程（2）根據(jù)過程方程T定T始、終狀態(tài)參數(shù)之間的關系(3)由熱力學第一定律等計算、q,Au,Ah,Ast #分析能量轉換關系（用PV圖及TS圖）（根據(jù)需要可以定性也可以定量）例：1）過程方程式：T=常數(shù)（特征）PV=常數(shù)（方程）2）始、終狀態(tài)參數(shù)之間的關系：P1P2V2V1或PV=PV1122 # #3）計算各量：Au=0Ah=0As=RIn2V1P=-RIn2P1=JPdV=JPVdV=PVInV

2、2=RTInV2VVV11V=RTIn2tV1Vq=RTIn2tV14）P-V圖，T-S圖上工質狀態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律及能量轉換情況Au=00q0閉口系：12過程=q= qAh=0q0開口系：l2過程t0=4=t對于理想氣體的任何一種過程，下列兩組公式是否都適用：Au=c（t一t）q-Au=c（t一t）Jv21Jv21Ahc（t一t）IqAhc（t一t）p21，p21答：不是都適用。第一組公式適用于任何一種過程。第二組公式q-Au=cv（t2ti）適于定容過程,4=Ah=cp（t2-ti）適用于定壓過程。在定容過程和定壓過程中,氣體的熱量可根據(jù)過程中氣體的比熱容乘以溫差來計算。定溫過程氣體的溫度不

3、變,在定溫過程中是否需對氣體加入熱量？如果加入的話應如何計算？答：定溫過程對氣體應加入的熱量=JPdV=JPVdV=PVInV2=RTInV2VVVIIV=RTIn2tV1Vq=RTIn2tV1過程熱量q和過程功w都是過程量，都和過程的途徑有關。由定溫過程熱量公式q-pvIn211V1故，只要狀態(tài)參數(shù)Pi、Vi和V2確定了，q的數(shù)值也確定了，是否q與途徑無關？答：對于一個定溫過程，過程途徑就已經(jīng)確定了。所以說q是與途徑有關的。在閉口熱力系的定容過程中，外界對系統(tǒng)施以攪拌功5w，問這時3Q=mcvdT是否成立？答：成立絕熱過程的過程功w和技術功wt的計算式w=ui一u2，wt=hi-h2是否只限

4、于理想氣體？是否只限于可逆絕熱過程？為什么？答：不只限于理想氣體和可逆的絕熱過程。因為q=Au+w和q=Ah+wt是通用公式，適用于任何工質任何過程，只要是絕熱過程q=0無論是可逆還是不可逆。所以W=Ui一U2和Wt=hih2不只限于可逆絕熱過程。試判斷下列說法對嗎：（1）定容過程既無膨脹（或壓縮）功的過程；（2）絕熱過程即定熵過程；（3）多變過程即任意過程。答：（1）（X）；（2）（X）；（3）（X）如圖4-3：試證明：qHq。途中1-2、4-3為定容過程，1-4、2-3為定壓過程。1-2-31-4-3 答：q=Au+w,q二Au+w1-2-31-2-31-2-31-4-31-4-31-4-3*.*Au=Auww1-2-31-4-3,1-2-31-4-3.qq1-2-31-4-39.如圖4-4所示。今有兩個任意過程a-b及a-c,b、c在同一條絕熱線上，試問Auab與叫哪個大？若b、，b、答：b、C在同一條絕熱線上AuabAuac，若b、C在同一條定溫線上，二者相等。10在T-s圖上如何表示絕熱過程的技術功和膨脹功？答:絕熱過程，不管是否是可逆過程都有wt=-Ah,w=-Au所以在T-s圖上的表示方法與第三章第十一題相同。11.在p-v圖和t-s圖上如何判斷過程中q、w、Au、答：1）的判別