工程熱力學(xué)思考題及答案

..v工程熱力學(xué)思考題及答案第一章根本概念閉口系與外界無(wú)物質(zhì)交換，系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量保持恒定，那么系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量保持恒定的熱力系一定是閉口系統(tǒng)嗎.答：不一定。穩(wěn)定流動(dòng)開(kāi)口系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量也可以保持恒定。有人認(rèn)為，開(kāi)口系統(tǒng)中系統(tǒng)與外界有物質(zhì)交換，而物質(zhì)又與能量不可分割，所以開(kāi)口系統(tǒng)不可能是絕熱系。對(duì)不對(duì)，為什么.答：這種說(shuō)法是不對(duì)的。工質(zhì)在越過(guò)邊界時(shí)，其熱力學(xué)能也越過(guò)了邊界。但熱力學(xué)能不是熱量，只要系統(tǒng)和外界沒(méi)有熱量的交換就是絕熱系。平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)有何區(qū)別和聯(lián)系，平衡狀態(tài)與均勻狀態(tài)有何區(qū)別和聯(lián)系.答：只有在沒(méi)有外界影響的條件下，工質(zhì)的狀態(tài)不隨時(shí)間變化，這種狀態(tài)稱(chēng)之為平衡狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)只要其工質(zhì)的狀態(tài)不隨時(shí)間變化，就稱(chēng)之為穩(wěn)定狀態(tài)，不考慮是否在外界的影響下，這是它們的本質(zhì)區(qū)別。平衡狀態(tài)并非穩(wěn)定狀態(tài)之必要條件。物系內(nèi)部各處的性質(zhì)均勻一致的狀態(tài)為均勻狀態(tài)。平衡狀態(tài)不一定為均勻狀態(tài)，均勻并非系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)之必要條件。假設(shè)容器中氣體的壓力沒(méi)有改變，試問(wèn)安裝在該容器上的壓力表的讀數(shù)會(huì)改變嗎.絕對(duì)壓力計(jì)算公式p=pb+pe(p>pb)，pv=pb?p(pb<p)中，當(dāng)?shù)卮髿鈮菏欠癖囟ㄊ黔h(huán)境大氣壓.答：壓力表的讀數(shù)可能會(huì)改變，根據(jù)壓力儀表所處的環(huán)境壓力的改變而改變。當(dāng)?shù)卮髿鈮翰灰欢ㄊ黔h(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。溫度計(jì)測(cè)溫的根本原理是什么.答：溫度計(jì)隨物體的冷熱程度不同有顯著的變化。經(jīng)歷溫標(biāo)的缺點(diǎn)是什么.為什么.答：任何一種經(jīng)歷溫標(biāo)不能作為度量溫度的標(biāo)準(zhǔn)。由于經(jīng)歷溫標(biāo)依賴(lài)于測(cè)溫物質(zhì)的性質(zhì)，中選用不同測(cè)溫物質(zhì)的溫度計(jì)、采用不同的物理量作為溫度的標(biāo)志來(lái)測(cè)量溫度時(shí)，除選定為基準(zhǔn)點(diǎn)的溫度，其他溫度的測(cè)定值可能有微小的差異。促使系統(tǒng)狀態(tài)變化的原因是什么.答：系統(tǒng)內(nèi)部各局部之間的傳熱和位移或系統(tǒng)與外界之間的熱量的交換與功的交換都是促使系統(tǒng)狀態(tài)變化。(1)將容器分成兩局部，一局部裝氣體，一局部抽成真空，中間是隔板。假設(shè)突然抽去隔板，氣體〔系統(tǒng)〕是否做功.(2)設(shè)真空局部裝有許多隔板，每抽去一塊隔板讓氣體先恢復(fù)平衡再抽去一塊，問(wèn)氣體〔系統(tǒng)〕是否做功.(3)上述兩種情況從初態(tài)變化到終態(tài)，其過(guò)程是否都可在p?v圖上表示.答：〔1〕第一種情況不作功；〔2〕第二種情況作功；〔3〕第一種情況為不可逆過(guò)程不可以在p-v圖上表示出來(lái)，第二種情況為可逆過(guò)程可以在p-v圖上表示出來(lái)。經(jīng)歷一個(gè)不可逆過(guò)程后，系統(tǒng)能否恢復(fù)原來(lái)狀態(tài).包括系統(tǒng)和外界的整個(gè)系統(tǒng)能否恢復(fù)原來(lái)狀態(tài).答：經(jīng)歷一個(gè)不可逆過(guò)程后系統(tǒng)可以恢復(fù)為原來(lái)狀態(tài)。系統(tǒng)和外界整個(gè)系統(tǒng)不能恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。系統(tǒng)經(jīng)歷一可逆正向循環(huán)及其逆向可逆循環(huán)后，系統(tǒng)和外界有什么變化.假設(shè)上述正向及逆向循環(huán)環(huán)中有不可逆因素，那么系統(tǒng)及外界有什么變化.答：系統(tǒng)經(jīng)歷一可逆正向循環(huán)及其逆向可逆循環(huán)后，系統(tǒng)恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，外界沒(méi)有變化；假設(shè)存在不可逆因素，系統(tǒng)恢復(fù)到原狀態(tài)，外界產(chǎn)生變化。工質(zhì)及氣缸、活塞組成的系統(tǒng)經(jīng)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：不一定。主要看輸出功的主要作用是什么，排斥大氣功是否有用。第二章熱力學(xué)第一定律剛性絕熱容器中間用隔板分為兩局部，A中存有高壓空氣，B中保持真空。假設(shè)將隔板抽去，分析容器中空氣的熱力學(xué)能如何變化.假設(shè)隔板上有一小孔，氣體泄漏入B中，分析A、B兩局部壓力一樣時(shí)A、B兩局部氣體的熱力學(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。假設(shè)有一小孔，以B為熱力系進(jìn)展分析只有流體的流入沒(méi)有流出，，忽略動(dòng)能、勢(shì)能B局部氣體的熱力學(xué)能增量為，A局部氣體的熱力學(xué)能減少量為熱力學(xué)第一定律能量方程式是否可以寫(xiě)成以下兩種形式：、q=Δu+pv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)于只有在特殊情況下，功可以寫(xiě)成。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=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。熱力學(xué)第一定律解析式有時(shí)寫(xiě)成以下兩種形式：q=Δu+w分別討論上述兩式的適用X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)為什么流動(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：流動(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)展傳遞的功。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。第三章熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律能否表達(dá)為：“機(jī)械能可以全部變?yōu)闊崮埽鵁崮懿豢赡苋孔優(yōu)闄C(jī)械能。〞這種說(shuō)法有什么不妥當(dāng)"答：不能這樣表述。表述不正確，對(duì)于可逆的定溫過(guò)程，所吸收的熱量可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，但是自身狀態(tài)發(fā)生了變化。所以這種表述不正確。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，這一說(shuō)法是否正確.答：不正確。自發(fā)過(guò)程是不可逆過(guò)程是正確的。非自發(fā)過(guò)程卻不一定為可逆過(guò)程。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：一切非準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程都是不可逆過(guò)程。不可逆因素有：摩擦、不等溫傳熱和不等壓做功。試證明熱力學(xué)第二定律各種說(shuō)法的等效性：假設(shè)克勞修斯說(shuō)法不成立，那么開(kāi)爾文說(shuō)也不成立。答：熱力學(xué)第二定律的兩種說(shuō)法反映的是同一客觀規(guī)律——自然過(guò)程的方向性是一致的，只要一種表述可能，那么另一種也可能。假設(shè)熱量Q2能夠從溫度T2的低溫?zé)嵩醋詣?dòng)傳給溫度為T(mén)1的高溫?zé)嵩础，F(xiàn)有一循環(huán)熱機(jī)在兩熱源間工作，并且它放給低溫?zé)嵩吹臒崃壳『玫扔赒2。整個(gè)系統(tǒng)在完成一個(gè)循環(huán)時(shí)，所產(chǎn)生的唯一效果是熱機(jī)從單一熱源〔T1〕取得熱量Q1-Q2，并全部轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外輸出的功W。低溫?zé)嵩吹淖詣?dòng)傳熱Q2給高溫?zé)嵩?，又從熱機(jī)處承受Q2，故并未受任何影響。這就成了第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)。違反了克勞修斯說(shuō)法，必須違反了開(kāi)爾文說(shuō)法。反之，成認(rèn)了開(kāi)爾文說(shuō)法，克勞修斯說(shuō)法也就必然成立。〔1〕循環(huán)凈功Wnet愈大那么循環(huán)效率愈高；〔×〕〔2〕不可逆循環(huán)的熱效率一定小于可逆循環(huán)的熱效率；〔×〕〔3〕可逆循環(huán)的熱效率都相等；〔×〕循環(huán)熱效率公式是否完全一樣.各適用于哪些場(chǎng)合.答：這兩個(gè)公式不一樣。適用于任何工質(zhì)，任何循環(huán)。適用于任何工質(zhì)，卡諾循環(huán)與大氣溫度一樣的壓縮空氣可以膨脹做功，此事實(shí)是否違反了熱力學(xué)第二定律.答：不違反熱力學(xué)第二定律，對(duì)于理想氣體的定溫過(guò)程，從單一熱源吸熱并膨脹做功，工質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生了變化，所以不違反熱力學(xué)第二定律。以下說(shuō)法是否正確：〔1〕熵增大的過(guò)程必定為吸熱過(guò)程〔×〕；〔2〕熵減小的過(guò)程必為放熱過(guò)程〔×〕；〔3〕定熵過(guò)程必為逆絕熱過(guò)程〔×〕。以下說(shuō)法是否有錯(cuò)誤：熵增大的過(guò)程必為不可逆過(guò)程〔×〕使系統(tǒng)熵增大的過(guò)程必為不可逆過(guò)程〔×〕熵產(chǎn)sg>0的過(guò)程必為不可逆過(guò)程〔√〕不可逆過(guò)程的熵變?chǔ)無(wú)法計(jì)算〔×〕如果從同一初始態(tài)到同一終態(tài)有兩條途徑，一為可逆，另一為不可逆，那么，，是否正確.答：、、不可逆絕熱膨脹的終態(tài)熵大于初態(tài)熵，S2>S1，不可逆絕熱壓縮的終態(tài)熵小于初態(tài)熵S2<S1"答：不可逆絕熱膨脹的終態(tài)熵大于初態(tài)熵S2>S1不可逆絕熱壓縮的終態(tài)熵也大于初態(tài)熵S2>S1。工質(zhì)經(jīng)過(guò)不可逆循環(huán)有.答：工質(zhì)經(jīng)過(guò)不可逆循環(huán)有從點(diǎn)a開(kāi)場(chǎng)有兩個(gè)可逆過(guò)程：定容過(guò)程a-b和定壓過(guò)程a-c，b、c兩點(diǎn)在同一條絕熱線上，問(wèn)qab和qac哪個(gè)大.并在T-s上表示過(guò)程a-b、a-c及qab、qac答：由圖可知為1-a-b-2-1的面積；為1-a-c-2-1的面積某種理想氣體由同一初態(tài)經(jīng)可逆絕熱壓縮和不可逆絕熱壓縮兩種過(guò)程將氣體壓縮到一樣的終壓，在p-v圖和T-s圖上畫(huà)出兩過(guò)程，并在T-s圖上畫(huà)出兩過(guò)程的技術(shù)功及不可逆過(guò)程的用損失。答：由同一初態(tài)經(jīng)可逆絕熱壓縮和不可逆絕熱壓縮兩種過(guò)程到一樣終壓如下圖。由圖可知，可逆絕熱壓縮過(guò)程的技術(shù)功為面積1-2T-j-m-1，不可逆絕熱壓縮過(guò)程的技術(shù)功為面積1-2’T對(duì)于一個(gè)孤立系統(tǒng)，其內(nèi)部假設(shè)進(jìn)展了可逆過(guò)程那么孤立系統(tǒng)的總能不變，總熵不變總火用也不變.答：假設(shè)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)展的是不可逆過(guò)程那么系統(tǒng)的總能不變，總熵增加，總火用減小。第四章理想氣體的性質(zhì)怎樣正確對(duì)待“理想氣體〞這個(gè)概念.在進(jìn)展實(shí)際計(jì)算是如何決定是否可采用理想氣體的一些公式.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小〕估計(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。假設(shè)為理想氣體那么可使用理想氣體的公式。氣體的摩爾體積是否因氣體的種類(lèi)而異.是否因所處狀態(tài)不同而異.任何氣體在任意狀態(tài)下摩爾體積是否都是0.022414m3/mol"答：氣體的摩爾體積在同溫同壓下的情況下不會(huì)因氣體的種類(lèi)而異；但因所處狀態(tài)不同而變化。只有在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下摩爾體積為0.022414m3/mol摩爾氣體常數(shù)R值是否隨氣體的種類(lèi)不同或狀態(tài)不同而異.答：摩爾氣體常數(shù)不因氣體的種類(lèi)及狀態(tài)的不同而變化。如果某種工質(zhì)的狀態(tài)方程式為pv=RgT，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)方程那么為理想氣體，那么其比熱容、熱力學(xué)能、焓都僅僅是溫度的函數(shù)。對(duì)于一種確定的理想氣體，是否等于定值.是否為定值.在不同溫度下、是否總是同一定值.答：對(duì)于確定的理想氣體在同一溫度下為定值，為定值。在不同溫度下為定值，不是定值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。試論證熱力學(xué)能和焓是狀態(tài)參數(shù)，理想氣體熱力學(xué)能和焓有何特點(diǎn).答：在工程熱力學(xué)里，在無(wú)化學(xué)反響及原子核反響的過(guò)程中，化學(xué)能、原子核能都不變化，可以不考慮，因此熱力學(xué)能包括內(nèi)動(dòng)能和內(nèi)位能。內(nèi)動(dòng)能由溫度決定，內(nèi)位能由v決定。這樣熱力學(xué)能由兩個(gè)狀態(tài)參數(shù)決定。所以熱力學(xué)能是狀態(tài)參數(shù)。由公式h=u+pv可以看到，焓也是由狀態(tài)參數(shù)決定，所以也是狀態(tài)參數(shù)。對(duì)于理想氣體熱力學(xué)能和焓只是溫度的函數(shù)。氣體有兩個(gè)獨(dú)立的參數(shù)，u(或h)可以表示為p和v的函數(shù)，即u=f(p,v)。但又曾得出結(jié)論，理想氣體的熱力學(xué)能、焓、熵只取決于溫度，這兩點(diǎn)是否矛盾.為什么.答：不矛盾。實(shí)際氣體有兩個(gè)獨(dú)立的參數(shù)。理想氣體忽略了分子間的作用力，所以只取決于溫度。為什么工質(zhì)的熱力學(xué)能、焓、熵為零的基準(zhǔn)可以任選.理想氣體的熱力學(xué)能或焓的參照狀態(tài)通常選定哪個(gè)或哪些個(gè)狀態(tài)參數(shù)值.對(duì)理想氣體的熵又如何.答：在工程熱力學(xué)里需要的是過(guò)程中熱力學(xué)能、焓、熵的變化量。熱力學(xué)能、焓、熵都只是溫度的單值函數(shù)，變化量的計(jì)算與基準(zhǔn)的選取無(wú)關(guān)。熱力學(xué)能或焓的參照狀態(tài)通常取0K或0℃時(shí)焓時(shí)為0，熱力學(xué)能值為0。熵的基準(zhǔn)狀態(tài)取p0=101325Pa、T0=0K熵值為0氣體熱力性質(zhì)表中的u、h及s0的基準(zhǔn)是什么狀態(tài).答：氣體熱力性質(zhì)表中的及基準(zhǔn)是態(tài)是，，=101325Pa在如圖3-1所示的T-s圖上任意可逆過(guò)程1-2的熱量如何表示.理想氣體在1和2狀態(tài)間的熱力學(xué)能變化量、焓變化量如何表示.假設(shè)在1-2經(jīng)過(guò)的是不可逆過(guò)程又如何.答：圖3-2中陰影局部面積為多變過(guò)程1-2的熱量。對(duì)于多變過(guò)程其熱力學(xué)能變化量及焓變化量可由下面兩式計(jì)算得到：過(guò)初始狀態(tài)點(diǎn)，做定容線2-2’，圖3-3中陰影局部面積為多變過(guò)程1-2的熱力學(xué)能變化量；過(guò)初始狀態(tài)點(diǎn)，做定壓線2-2理想氣體熵變計(jì)算式是由可逆過(guò)程導(dǎo)出的，這些計(jì)算式是否可用于不可逆過(guò)程初、終態(tài)的熵變.為什么.答：可以。因?yàn)殪厥菭顟B(tài)參數(shù)，只與初終狀態(tài)有關(guān)，與過(guò)程無(wú)關(guān)。熵的數(shù)學(xué)定義式為，比熱容的定義式為δq=cdT，故Tds=cdT理想氣體的比熱容是溫度的單值函數(shù)，所以理想氣體的熵也是溫度的單值函數(shù)。這一結(jié)論是否正確.假設(shè)不正確，錯(cuò)在何處.答：中，為一微元可逆變化過(guò)程中與熱源交換的熱量，而中為工質(zhì)溫度升高所吸收的熱量，它們是不能等同的所以這一結(jié)論是錯(cuò)誤的?！?〕氣體吸熱后熵一定增大〔〕?！?〕氣體吸熱后溫度一定升高〔〕?！?〕氣體吸熱后熱力學(xué)能一定升高〔〕。〔4〕氣體膨脹時(shí)一定對(duì)外做功〔〕〔5〕氣體壓縮時(shí)一定耗功〔〕答：〔1〕〔×〕〔2〕〔×〕〔3〕〔×〕〔4〕〔×〕〔5〕〔√〕道爾頓分壓定律和亞美格分體積定律是否適用于實(shí)際氣體混合物.答：不適用?；旌蠚怏w中如果兩種組分A和B摩爾分?jǐn)?shù)xA>xB，能否斷定質(zhì)量分?jǐn)?shù)也是wA>wB.答：因?yàn)?，混合氣體的折合摩爾質(zhì)量一樣，但是組分A和B摩爾的摩爾質(zhì)量大小關(guān)系不能確定。所以不能斷定第五章實(shí)際氣體的性質(zhì)及熱力學(xué)一般關(guān)系式實(shí)際氣體性質(zhì)與理想氣體性質(zhì)差異產(chǎn)生的原因是什么.在什么條件下才可以把實(shí)際氣體作為理想氣體處理.答：理想氣體模型中忽略了氣體分子間的作用力和氣體分子所占據(jù)的體積。實(shí)際氣體只有在高溫低壓狀態(tài)下，其性質(zhì)和理想氣體相近。或者在常溫常壓下，那些不易液化的氣體，如氧氣、氦氣、空氣等的性質(zhì)與理想氣體相似，可以將它們看作理想氣體，使研究的問(wèn)題簡(jiǎn)化。壓縮因子Z的物理意義怎么理解.能否將Z當(dāng)作常數(shù)處理.答：壓縮因子為溫度、壓力一樣時(shí)的實(shí)際氣體比體積與理想氣體比體積之比。壓縮因子不僅隨氣體的種類(lèi)而且隨其狀態(tài)而異，故每種氣體應(yīng)有不同的Z=f(p,T)曲線。因此不能取常數(shù)。X德瓦爾方程的精度不高，但在實(shí)際氣體狀態(tài)方程的研究中X德瓦爾方程的地位卻很高，為什么.答：X德瓦爾方程其計(jì)算精度雖然不高，但X德瓦爾方程式的價(jià)值在于能近似地反映實(shí)際氣體性質(zhì)方面的特征，并為實(shí)際氣體狀態(tài)方程式的研究開(kāi)拓了道路，因此具有較高的地位。X德瓦爾方程中的物性常數(shù)a和b可以由試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到，也可以由物質(zhì)的Tcr、pcr、vcr計(jì)算得到，需要較高的精度時(shí)應(yīng)采用哪種方法，為什么.答：當(dāng)需要較高的精度時(shí)應(yīng)采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬和得到a、b。利用臨界壓力和臨界溫度計(jì)算得到的a、b值是近似的。什么叫對(duì)應(yīng)態(tài)原理.為什么要引入對(duì)應(yīng)態(tài)原理.什么是比照參數(shù).答：在一樣的壓力與溫度下，不同氣體的比體積是不同的，但是只要它們的pr和Tr分別一樣，它們的vr必定一樣，這就是對(duì)應(yīng)態(tài)原理。對(duì)應(yīng)態(tài)原理并不是十分準(zhǔn)確，但大致是正確的。它可以使我們?cè)谌狈υ敿?xì)資料的情況下，能借助某一資料充分的參考流體的熱力性質(zhì)來(lái)估算其他流體的性質(zhì)。相對(duì)于臨界參數(shù)的比照值叫做比照參數(shù)。什么是特性函數(shù).試說(shuō)明u=u(s,p)是否是特性函數(shù)。答：對(duì)簡(jiǎn)單可壓縮的系統(tǒng)，任意一個(gè)狀態(tài)參數(shù)都可以表示成另外兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)的函數(shù)。其中，某些狀態(tài)參數(shù)假設(shè)表示成特定的兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)的函數(shù)時(shí)，只需一個(gè)狀態(tài)函數(shù)就可以確定系統(tǒng)的其它參數(shù)，這樣的函數(shù)就稱(chēng)為“特性函數(shù)〞。但是對(duì)于比容無(wú)法用該函數(shù)表示出來(lái)，所以此函數(shù)不是特性函數(shù)。如何利用狀態(tài)方程和熱力學(xué)一般關(guān)系求取實(shí)際氣體的Δu、Δh、Δs.答：將狀態(tài)方程進(jìn)展求導(dǎo)，然后帶入熱力學(xué)能、焓或熵的一般關(guān)系式，在進(jìn)展積分。本章導(dǎo)出的關(guān)于熱力學(xué)能、焓、熵的一般關(guān)系式是否可用于不可逆過(guò)程.答：熱力學(xué)能、焓、熵都是狀態(tài)參數(shù)，計(jì)算兩個(gè)平衡狀態(tài)之間的變量可任意選擇其過(guò)程。所以同樣適用于不可逆過(guò)程。水的相圖和一般物質(zhì)的相圖區(qū)別在哪里.為什么.答：與水的相圖比擬，顯著的差異是固液二相平衡線的傾斜方向不同，由于液態(tài)水凝固時(shí)容積增大，依據(jù)克拉貝隆-克勞修斯方程固液相平衡曲線的斜率為負(fù)。而其它物質(zhì)那么相反。第六章水蒸氣與濕空氣水的三相點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)是不是唯一確定的.三相點(diǎn)與臨界點(diǎn)有什么差異.答：水的三相點(diǎn)狀態(tài)參數(shù)不是唯一的，其中溫度、壓力是定值而比體積不是定值；臨界點(diǎn)是唯一的，其比體積、溫度、壓力都是確定的；三相點(diǎn)是三相共存的點(diǎn)，臨界點(diǎn)是飽和水線與飽和蒸汽線的交點(diǎn)，在該點(diǎn)飽和水線與飽和蒸汽線不再有分別。剛性絕熱的密閉容器內(nèi)水的壓力為4MPa,測(cè)得容器內(nèi)溫度為200℃，試問(wèn)容器內(nèi)的水是什么集態(tài).因意外事故容器上產(chǎn)生了一不大的裂縫，試分析其后果.答：水的集態(tài)為高壓水，假設(shè)有裂縫那么會(huì)產(chǎn)生爆裂事故。水的定壓汽化過(guò)程中溫度維持不變，因此有人認(rèn)為過(guò)程中熱量等于膨脹功，即q=w，對(duì)不對(duì).為什么.答：這種說(shuō)法是不對(duì)的。因?yàn)闇囟炔蛔儾槐硎緹崃W(xué)能不變。這里分析的是水，定壓汽化有相變，不能作為理想氣體來(lái)處理，所以Δu≠0。不能得到q=w這樣的結(jié)果。為何陰雨天曬衣服不易干，而晴天那么容易干.答：陰雨天空氣的濕度大，吸取水蒸氣的能力差，所以曬衣服不易干。晴天那么恰恰相反，所以容易干。為何冬季人在室外呼出的氣是白色霧狀"冬季室內(nèi)有供暖裝置時(shí)，為什么會(huì)感到空氣枯燥.用火爐取暖時(shí)，經(jīng)常在火爐上放—壺水，目的何在"答：人呼出的氣體是未飽和濕空氣。當(dāng)進(jìn)入外界環(huán)境時(shí)，外界環(huán)境的溫度很低使得呼出的氣體得到冷卻。在冷卻過(guò)程中，濕空氣保持含濕量不變，溫度降低。當(dāng)?shù)陀诼饵c(diǎn)溫度時(shí)就有水蒸氣不斷凝結(jié)析出，這就形成了白色霧狀氣體。冬季室內(nèi)有供暖裝置時(shí)，溫度較高，使空氣含濕量減小。因此會(huì)覺(jué)得枯燥。放一壺水的目的就是使水加熱變成水蒸氣散發(fā)到空氣中增加空氣的含濕量。何謂濕空氣的露點(diǎn)溫度"解釋降霧、結(jié)露、結(jié)霜現(xiàn)象，并說(shuō)明它們發(fā)生的條件。答：露點(diǎn)：濕空氣中水蒸氣的分壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度稱(chēng)為濕空氣的露點(diǎn)溫度，或簡(jiǎn)稱(chēng)露點(diǎn)。a)霧是近地面空氣中的水蒸氣發(fā)生的凝結(jié)現(xiàn)象。白天溫度比擬高，空氣中可容納較多的水汽。但是到了夜間，地面溫度較低，空氣把自身的熱量傳給地面，空氣溫度下降，這時(shí)濕空氣隨溫度降低呈現(xiàn)出過(guò)飽和狀態(tài)，就會(huì)發(fā)生凝結(jié)，當(dāng)足夠多的水分子與空氣中微小的灰塵顆粒結(jié)合在一起，同時(shí)水分子本身也會(huì)相互粘結(jié)，就變成小水滴或冰晶，這就形成了霧。霧的形成根本條件，一是近地面空氣中的水蒸氣含量充分，二是地面氣溫低。三是在凝結(jié)時(shí)必須有一個(gè)凝聚核，如塵埃等。b)露是水蒸氣遇到冷的物體凝結(jié)成的水珠。露的形成有兩個(gè)根本條件：一是水汽條件好，二是溫度比擬低的物體〔低，指與露點(diǎn)溫度比擬〕。，溫度逐漸降低且保持含濕量不變，。當(dāng)溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)就有水珠析出，這就形成露。c)霜是近地面空氣中的水蒸氣在物體上的凝華現(xiàn)象。霜的形成有兩個(gè)根本條件，一是空氣中含有較多的水蒸氣，二是有冷(O℃以下)的物體。，濕空氣與溫度較低物體接觸到達(dá)水汽過(guò)飽和的時(shí)候多余的水汽就會(huì)析出。如果溫度在0°C以下，那么多余的水汽就在物體外表上凝華為冰晶，形成霜。對(duì)于未飽和空氣，濕球溫度、干球溫度以及露點(diǎn)三者哪個(gè)大"對(duì)于飽和空氣，三者的大小又將如何.答：對(duì)于未飽和空氣，干球溫度數(shù)值較大。對(duì)于飽和空氣三者的大小相等。何謂濕空氣的含濕量.相對(duì)濕度愈大含濕量愈高，這樣說(shuō)對(duì)嗎.答：含濕量d：1千克干空氣所帶有的的水蒸氣的質(zhì)量。相對(duì)濕度是濕空氣中實(shí)際包含的水蒸氣量與同溫度下最多能包含的水蒸氣量的百分比。相對(duì)濕度是一個(gè)比值，不能簡(jiǎn)單的地說(shuō)相對(duì)濕度愈大含濕量愈高，他與同溫度下最多能包含的水蒸氣量是相關(guān)的。剛性容器內(nèi)濕空氣溫度保持不變而充入干空氣，問(wèn)容器內(nèi)濕空氣的φ、d、pv如何變化.答：φ減小，d減小，pv減小。假設(shè)封閉汽缸內(nèi)的濕空氣定壓升溫，問(wèn)濕空氣的φ、d、h如何變化.答：φ減小，d不變，h變大。第七章理想氣體的熱力過(guò)程分析氣體的熱力過(guò)程要解決哪些問(wèn)題.用什么方法解決.試以理想氣體的定溫過(guò)程為例說(shuō)明之。答：主答：主要解決的問(wèn)題及方法：

1．根據(jù)過(guò)程特點(diǎn)〔及狀態(tài)方程〕過(guò)程方程

2．根據(jù)過(guò)程方程始、終狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系

3．由熱力學(xué)第一定律等4．分析能量轉(zhuǎn)換關(guān)系〔用P—V圖及T—S圖〕〔根據(jù)需要可以定性也可以定量〕例：1〕過(guò)程方程式：〔特征〕〔方程〕2)初、終狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系：3)計(jì)算各量：4)上工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律及能量轉(zhuǎn)換情況閉口系：1—2過(guò)程qq開(kāi)口系：1—2過(guò)程qq對(duì)于理想氣體的任何一種過(guò)程，以下兩組公式是否都適用：ⅠⅡ答：不是都適用。第一組公式適用于任何一種過(guò)程。第二組公式適用于定容過(guò)程，適用于定壓過(guò)程。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，在定溫過(guò)程中是否需對(duì)氣體參加熱量.如果參加的話應(yīng)如何計(jì)算.答：定溫過(guò)程對(duì)氣體應(yīng)參加熱量。過(guò)程熱量q和過(guò)程功w都是過(guò)程量，都和過(guò)程的途徑有關(guān)。由定溫過(guò)程熱量公式故，只要狀態(tài)參數(shù)p1、v1和v2確定了，q的數(shù)值也確定了，是否q與途徑無(wú)關(guān).答：對(duì)于一個(gè)定溫過(guò)程，過(guò)程途徑就已經(jīng)確定了。所以說(shuō)q是與途徑有關(guān)的。在閉口熱力系的定容過(guò)程中，外界對(duì)系統(tǒng)施以攪拌功δw，問(wèn)這時(shí)Q=mcvdTδ是否成立.答：成立絕熱過(guò)程的過(guò)程功w和技術(shù)功wt的計(jì)算式w=u1?u2，wt=h1?h2是否只限于理想氣體.是否只限于可逆絕熱過(guò)程.為什么.答：不只限于理想氣體和可逆的絕熱過(guò)程。因?yàn)閝=Δu+w和qt=Δh+w是通用公式，適用于任何工質(zhì)任何過(guò)程，只要是絕熱過(guò)程q=0無(wú)論是可逆還是不可逆。所以w=u1?u2，wt=h1?h2不只限于可逆絕熱過(guò)程。試判斷以下說(shuō)法對(duì)嗎：〔1〕定容過(guò)程既無(wú)膨脹〔或壓縮〕功的過(guò)程；〔2〕絕熱過(guò)程即定熵過(guò)程；〔3〕多變過(guò)程即任意過(guò)程。答：〔1〕〔×〕；〔2〕〔×〕；〔3〕〔×〕如圖：試證明：q1-2-3>≠q1-4-3。途中1-2、4-3為定容過(guò)程，1-4、2-3為定壓過(guò)程。答：q1-2-3=Δu1-2-3+w1-2-3,q1-4-3=Δu1-4-3+w1-4-3∵Δu1-2-3=Δu1-4-3,w1-2-3>w1-4-3∴q1-2-3>q1-4-3如下圖。今有兩個(gè)任意過(guò)程a-b及a-c，b、c在同一條絕熱線上，試問(wèn)Δuab與Δuac哪個(gè)大.假設(shè)b、c在同一條定溫線上，結(jié)果又如何.答：b、c在同一條絕熱線上Δuab<Δuac，假設(shè)b、c在同一條定溫線上，二者相等。在T-s圖上如何表示絕熱過(guò)程的技術(shù)功和膨脹功.答：絕熱過(guò)程，不管是否是可逆過(guò)程都有所以在T-S圖上的表示方法與第三章一樣。在p-v圖和T-s圖上如何判斷過(guò)程中q、w、Δu、Δh的正負(fù).答：1〕的判別：以〔V〕為界：2〕，的判別：以〔T〕為界：3〕的判別：以〔T〕為界：第八章氣體和蒸汽的流動(dòng)改變氣流速度起主要作用的是通道的形狀，還是氣流本身的狀態(tài)變化.答：改變氣流速度主要是氣流本身狀態(tài)變化。當(dāng)氣流速度分別為亞聲速和超聲速時(shí)，以下形狀的管道宜于作噴管還是宜于作擴(kuò)壓管.答：氣流速度為亞聲速時(shí)圖中的1圖宜于作噴管，2圖宜于作擴(kuò)壓管，3圖宜于作噴管。當(dāng)聲速到達(dá)超聲速時(shí)時(shí)1圖宜于作擴(kuò)壓管，2圖宜于作噴管，3圖宜于作擴(kuò)壓管。4圖不改變聲速也不改變壓強(qiáng)。當(dāng)有摩擦損耗時(shí)，噴管的流出速度同樣計(jì)算，似乎與無(wú)摩擦損耗時(shí)一樣，那么摩擦損耗表現(xiàn)在哪里呢.答：摩擦損耗包含在流體出口的焓值里。摩擦引起出口速度變小，出口動(dòng)能的減小引起出口焓值的增大。在圖中圖a為漸縮噴管,圖b為縮放噴管。設(shè)兩噴管的工作背壓均為0.1MPa，進(jìn)口截面壓力均為1MPa，進(jìn)口流速可忽略不計(jì)。1〕假設(shè)兩噴管的最小截面面積相等，問(wèn)兩噴管的流量、出口截面流速和壓力是否一樣.2)假設(shè)沿截面2’-2’切去一段，將產(chǎn)生哪些后果.出口截面上的壓力、流速和流量起什么變化.答：1〕假設(shè)兩噴管的最小截面面積相等，兩噴管的流量相等，漸縮噴管出口截面流速小于縮放噴管出口截面流速，漸縮噴管出口截面壓力大于縮放噴管出口截面壓力。2)假設(shè)截取一段，漸縮噴管最小截面面積大于縮放噴管最小截面面積，那么漸縮噴管的流量小于縮放噴管的流量，漸縮噴管出口截面流速小于縮放噴管出口截面流速，漸縮噴管出口截面壓力大于縮放噴管出口截面壓力。圖中定焓線是否是節(jié)流過(guò)程線.既然節(jié)流過(guò)程不可逆，為何在推導(dǎo)節(jié)流微分效應(yīng)Jμ時(shí)可利用dh=0.答：定焓線并不是節(jié)流過(guò)程線。在節(jié)流口附近流體發(fā)生強(qiáng)烈的擾動(dòng)及渦流，不能用平衡態(tài)熱力學(xué)方法分析，不能確定各截面的焓值。但是在距孔口較遠(yuǎn)的地方流體仍處于平衡態(tài)，忽略速度影響后節(jié)流前和節(jié)流后焓值相等。盡管節(jié)流前和節(jié)流后焓值相等，但不能把節(jié)流過(guò)程看作定焓過(guò)程。距孔口較遠(yuǎn)的地方屬于焓值不變的過(guò)程所以dh=0。第九章壓氣機(jī)的熱力過(guò)程如果由于應(yīng)用汽缸冷卻水套以及其他冷卻方法，氣體在壓氣機(jī)氣缸中已經(jīng)能夠按定溫過(guò)程進(jìn)展壓縮，這時(shí)是否還需要采用分級(jí)壓縮.為什么.答：分級(jí)壓縮主要是減小余隙容積對(duì)產(chǎn)氣量的影響，冷卻作用只是減小消耗功。所以仍然需要采用分級(jí)壓縮。壓氣機(jī)按定溫壓縮時(shí)氣體對(duì)外放出熱量，而按絕熱壓縮時(shí)不向外放熱，為什么定溫壓縮反較絕熱壓縮更為經(jīng)濟(jì).答：絕熱壓縮時(shí)壓氣機(jī)不向外放熱，熱量完全轉(zhuǎn)化為工質(zhì)的內(nèi)能，使工質(zhì)的溫度升高不利于進(jìn)一步壓縮容易對(duì)壓氣機(jī)造成損傷，耗功大。等溫壓縮壓氣機(jī)向外放熱，工質(zhì)的溫度不變，有利于進(jìn)一步壓縮耗功小，所以等溫壓縮更為經(jīng)濟(jì)。壓氣機(jī)所需要的功也可以由第一定律能量方程式導(dǎo)出，試導(dǎo)出定溫、多變、絕熱壓縮壓氣機(jī)所需要的功，并用T-s圖上面積表示其值。答：由第一定律能量方程式，定溫過(guò)程，所以，同時(shí)那么有多變過(guò)程絕熱壓縮過(guò)程，所以等溫過(guò)程所作的功為圖7-1中面積1-2T-m-n-1，絕熱過(guò)程所作的功為圖中面積1--f-n-1多變過(guò)程所作的功為圖中面積1-2’n-j-g-2n-.葉輪是壓氣機(jī)不可逆絕熱壓縮比可逆絕熱壓縮多耗功可用圖7-2中的面積m2s2’nm表示，這是否即是此不可逆過(guò)程的做功能力損失.為什么.答：多消耗的功量并不就是損失的做功能力損失。因?yàn)闉閳D9-2上面積1-7-n-m所示。如下圖的壓縮過(guò)程1-2，假設(shè)是可逆的，那么這一過(guò)程是什么過(guò)程.它與不可逆絕熱壓縮過(guò)程1-2的區(qū)別何在.兩者之中哪一過(guò)程消耗的功大.大多少.答：假設(shè)壓縮過(guò)程1-2是可逆的，那么為升溫升壓吸熱過(guò)程。它與不可逆絕熱壓縮過(guò)程的區(qū)別是：該過(guò)程沒(méi)有不可逆因素的影響，所消耗的功是最小的，且可以在T-s圖上把該過(guò)程的吸熱量表示出來(lái)。對(duì)于不可逆絕熱壓縮過(guò)程q=Δu+w，w=?Δu，而可逆絕熱壓縮過(guò)程q=Δu+w，w=q?Δu所以不可逆過(guò)程消耗的功大，數(shù)值為第十章氣體動(dòng)力循環(huán)以活塞式內(nèi)燃機(jī)和定壓加熱燃?xì)廨啓C(jī)裝置為例，總結(jié)分析動(dòng)力循環(huán)的一般方法。答：分析動(dòng)力循環(huán)的一般方法：首先把實(shí)際過(guò)程的不可逆過(guò)程簡(jiǎn)化為可逆過(guò)程。找到影響熱效率的主要因素和提高熱效率的可能措施。然后分析實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的偏離程度，找出實(shí)際損失的部位、大小、原因以及改良方法。內(nèi)燃機(jī)定容加熱理想循環(huán)和燃?xì)廨啓C(jī)裝置定壓加熱理想循環(huán)的熱效率。假設(shè)兩者初態(tài)一樣，壓縮比一樣，他們的熱效率是否一樣.為什么.假設(shè)卡諾循環(huán)的壓縮比與他們一樣，那么熱效率如何.為什么.答：假設(shè)兩者初態(tài)一樣，壓縮比一樣，它們的熱效率相等。因?yàn)槎鴮?duì)于定壓加熱理想循環(huán)帶入效率公式可知二者相等。假設(shè)卡諾循環(huán)的壓縮比與他們一樣，那么有，它們的效率都相等?；钊絻?nèi)燃機(jī)循環(huán)理論上能否利用回?zé)醽?lái)提高熱效率.實(shí)際中是否采用.為什么.答：理論上可以利用回?zé)醽?lái)提高熱效率。在實(shí)際中也得到適當(dāng)?shù)膽?yīng)用。如果采用極限回?zé)?，可以提高熱效率但所需的回?zé)崞鲹Q熱面積趨于無(wú)窮大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)。燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)中，壓縮過(guò)程假設(shè)采用定溫壓縮可減少壓縮所消耗的功，因而增加了循環(huán)凈功，但在沒(méi)有回?zé)岬那闆r下循環(huán)熱效率為什么反而降低，試分析之。答：采用定溫壓縮增加了循環(huán)凈功。而在此過(guò)程中不變，變小，所以其熱效率降低。燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)中，膨脹過(guò)程在理想極限情況下采用定溫膨脹，可增大膨脹過(guò)程作出的功，因而增加了循環(huán)凈功，但在沒(méi)有回?zé)岬那闆r下循環(huán)熱效率反而降低，為什么.答：定溫膨脹增大膨脹過(guò)程作出的功，增加循環(huán)凈功，但在此過(guò)程中變大，不變，所以其熱效率降低。加力燃燒渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)是在噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管入口前裝有加力燃燒用的噴油嘴的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，需要突然提高飛行速度是此噴油嘴噴出燃油，進(jìn)展加力燃燒，增大推力。其理論循環(huán)〔的熱效率比定壓燃燒噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的熱效率提高還是降低.為什么.答：該理論循環(huán)熱效率比定壓燃燒噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的熱效率降低。因?yàn)楫?dāng)利用噴油嘴噴出燃油進(jìn)展加力燃燒時(shí)，雖然多做了功增大了推力，但是功的增加是在吸收了大量的熱的根底上獲得的。由圖可知獲得的功與需要的熱的比值小于定壓燃燒噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的比值，導(dǎo)致整體的理論循環(huán)的熱效率比定壓燃燒噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的熱效率降低。有一燃?xì)廨啓C(jī)裝置，它由一臺(tái)壓氣機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣，而后分兩路進(jìn)入兩個(gè)燃燒室燃燒。燃?xì)夥謩e進(jìn)入兩臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)，其中燃?xì)廨啓C(jī)Ⅰ發(fā)出的動(dòng)力全部供應(yīng)壓氣機(jī)，另一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)Ⅱ發(fā)出的動(dòng)力那么為輸出的凈功率。設(shè)氣體工質(zhì)進(jìn)入讓汽輪機(jī)Ⅰ和Ⅱ時(shí)狀態(tài)一樣，兩臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)的效率也一樣，試問(wèn)這樣的方案和圖8-5、圖8-6所示的方案相比擬〔壓氣機(jī)的ηc,s和燃?xì)廨啓C(jī)的ηt都一樣〕在熱力學(xué)效果上有何差異.裝置的熱效率有何區(qū)別.答：原方案：循環(huán)吸熱量：Q1=cmΔt，循環(huán)凈功：w0=wT-wc=m[(h3-h4)-(h2-h1)](1)第2方案：循環(huán)吸熱量：Q1=cmAΔt+cmBΔt=cmΔt(2)循環(huán)凈功：w0=wTB=mB(h3-h4)(3)對(duì)于第2方案，wTA=wc，即：mA(h3-h4)=m(h2-h1)或(m-mB)(h3-h4)=m(h2-h1)(4)由(3)、(4)解得：w0=m[(h3-h4)-(h2-h1)]結(jié)論：兩種方案循環(huán)吸熱量與循環(huán)凈功均一樣，因而熱力學(xué)效果一樣，熱效率w0/Q1必一樣。第十一章蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)干飽和蒸汽朗肯循環(huán)與同樣初壓力下的過(guò)熱蒸汽朗肯循環(huán)相比擬，前者更接近卡諾循環(huán)，但熱效率卻比后者低，如何解釋此結(jié)果.答：干飽和蒸汽朗肯循環(huán)局限于飽和區(qū)，上限溫度受制于臨界溫度，導(dǎo)致其平均吸熱溫度較低，故即使實(shí)現(xiàn)卡諾循環(huán)，其熱效率也不高。本世紀(jì)二三十年代，金屬材料的耐熱性?xún)H達(dá)400℃，為使蒸汽初壓提高，用再熱循環(huán)很有必要。其后，耐熱合金材料有進(jìn)展，加之其他一些原因，在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)不再設(shè)計(jì)制造按再熱循環(huán)工作的設(shè)備。但近年來(lái)隨著初壓提高再熱循環(huán)再次受到注意。請(qǐng)分析其原因。答：通過(guò)對(duì)熱機(jī)的效率進(jìn)展分析后知道，提高蒸汽的過(guò)熱溫度和蒸汽的壓力，都能使熱機(jī)效率提高。在本世紀(jì)二三十年代，材料的耐熱性較差，通過(guò)提高蒸汽的溫度而提高熱機(jī)的效率比擬困難，因此采用再熱循環(huán)來(lái)提高蒸汽初壓。隨著耐熱材料的研究通過(guò)提高蒸汽的溫度而提高熱機(jī)的效率就可以滿足工業(yè)要求。因此很長(zhǎng)一段時(shí)期不再設(shè)計(jì)制造再熱循環(huán)工作設(shè)備。近年來(lái)要求使用的蒸汽初壓提高，由于初壓的提高使得乏氣干度迅速降低，引起氣輪機(jī)內(nèi)部效率降低，另外還會(huì)侵蝕汽輪機(jī)葉片縮短汽輪機(jī)壽命，所以乏氣干度不宜太低，必須提高乏氣溫度，就要使用再熱循環(huán)。各種實(shí)際循環(huán)的熱效率無(wú)論是內(nèi)燃機(jī)循環(huán)，燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)，或是蒸汽循環(huán)都肯定地與工質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，這些事實(shí)是否與卡諾定理相矛盾.答：這與卡諾定理并不矛盾?？ㄖZ定理當(dāng)中的可逆循環(huán)忽略了循環(huán)當(dāng)中所有的不可逆因素，不存在任何不可逆損失，所以這時(shí)熱能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化只由熱源的條件所決定。而實(shí)際循環(huán)中存在各種不可逆損失，由于工質(zhì)性質(zhì)不同，不可逆因素和不可逆程度是各不一樣的，因此其熱效率與工質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。蒸汽動(dòng)力循環(huán)中，在動(dòng)力機(jī)中膨脹作功后的乏汽被排入冷凝器中，向冷卻水放出大量的熱量q2，如果將乏汽直接送入汽鍋中使其再吸熱變?yōu)樾抡羝?，不是可以防止在冷凝器中放走大量熱量，從而減少對(duì)新汽的加熱量q1大大提高熱效率嗎.這樣想法對(duì)不對(duì)"為什么.答：這樣的想法是不對(duì)的。因?yàn)閺臒崃W(xué)第二定律來(lái)講一個(gè)非自發(fā)過(guò)程的進(jìn)展必定要有一個(gè)自發(fā)過(guò)程的進(jìn)展來(lái)作為補(bǔ)充條件。乏氣向冷卻水排熱就是這樣一個(gè)補(bǔ)充條件，是不可缺少的。用蒸汽作為循環(huán)工質(zhì)，其吸熱和放熱接近定溫過(guò)程，而我們又常說(shuō)以定溫吸熱和定溫放熱最為有利，可是為什么在大多數(shù)情況下蒸汽循環(huán)反較柴油機(jī)循環(huán)的熱效率低"答：柴油機(jī)的汽缸壁因?yàn)橛欣鋮s水和進(jìn)入氣缸的空氣冷卻，燃燒室和葉片都可以冷卻，其材料可以承受較高燃?xì)鉁囟龋細(xì)鉁囟韧ǔ？筛哌_(dá)1800-2300K，而蒸汽循環(huán)蒸汽過(guò)熱器外面是高溫燃?xì)饫锩媸钦羝?，所以過(guò)熱器壁面溫度必定高于蒸汽溫度，這與柴油機(jī)是不同的，蒸汽循環(huán)的最高蒸汽溫度很少超過(guò)600K.。因此蒸汽循環(huán)的熱效率較低。應(yīng)用熱泵來(lái)供應(yīng)中等溫度(例如100℃上下)的熱量是比直接利用高溫?zé)嵩吹臒崃縼?lái)得濟(jì)，因此有人設(shè)想將乏汽在冷凝器中放出熱量的一局部用熱泵提高溫度，用以加熱低溫段(100℃以下)的鍋爐給水，這樣雖然需要增添熱泵設(shè)備。但卻可以取消低溫段的抽汽回?zé)?，使抽汽回?zé)嵩O(shè)備得以簡(jiǎn)化，而對(duì)循環(huán)熱效率也能有所補(bǔ)益。這樣的想法在理論上是否正確"答：這種想法是不正確的?；?zé)嵫h(huán)是是通過(guò)減少了溫差傳熱不可逆因素，從而使熱效率提高，使該循環(huán)向卡諾循環(huán)靠近了一步。而該題中的想法恰恰是又增加了溫差傳熱不可逆因素。因此對(duì)效率提高是沒(méi)有好處的。熱量利用系數(shù)ξ說(shuō)明了全部熱量的利用程度，為什么又說(shuō)它不能完善地衡量循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性.答：熱量利