工程熱力學(xué)思考題答案,第一章

#第一章基本概念與定義閉口系與外界無物質(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)開口系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量也可以保持恒定.有人認(rèn)為,開口系統(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,所以開口系統(tǒng)不可能是絕熱系。對(duì)不對(duì)，為什么？答：這種說法是不對(duì)的.工質(zhì)在越過邊界時(shí)，其熱力學(xué)能也越過了邊界.但熱力學(xué)能不是熱量，只要系統(tǒng)和外界沒有熱量地交換就是絕熱系。3。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(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。倘使容器中氣體的壓力沒有改變,試問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，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)溫的基本原理是什么?答:選作溫度計(jì)的感應(yīng)元件的物體應(yīng)具備某種物理性質(zhì)隨物體的冷熱程度不同有顯著的變化。有兩個(gè)系統(tǒng)分別和第三個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡,則兩個(gè)系統(tǒng)彼此必然處于熱平衡.6。經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)的缺點(diǎn)是什么？為什么?答：任何一種經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)不能作為度量溫度的標(biāo)準(zhǔn)。由于經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)依賴于測(cè)溫物質(zhì)的性質(zhì),當(dāng)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?舉例說明答：系統(tǒng)內(nèi)部各部分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。分別以圖參加公路的自行車賽車運(yùn)動(dòng)員、運(yùn)動(dòng)手槍中的壓縮空氣、杯子內(nèi)的熱水和正在運(yùn)行的電視機(jī)為研究對(duì)象，說明這是什么系統(tǒng)。答:賽車運(yùn)動(dòng)員因?yàn)橛泻粑形镔|(zhì)交換，運(yùn)動(dòng)員對(duì)自行車作功，因此有能量交換，因此賽車運(yùn)動(dòng)員是開口系統(tǒng)。壓縮空氣只有對(duì)子彈作功，因此為閉口系統(tǒng)。杯子內(nèi)的熱水對(duì)外既有能量交換又有物質(zhì)交換,因此為開口系統(tǒng)，正在運(yùn)行的電視機(jī)有能量交換物物質(zhì)交換，因此為閉口系統(tǒng)9．家用加熱電器是利用電加熱水的家用設(shè)備，通常其表面散熱可忽略。取正在使用的家用電熱水器為控制體（不包括電機(jī)熱器），這是什么系統(tǒng)？把電加熱器包括在研究對(duì)象內(nèi),是什么系統(tǒng)?什么情況下構(gòu)成孤立的系統(tǒng)？答:僅僅考慮電熱水器為控制體，因有蓋,不能與外界進(jìn)行物質(zhì)交換但與電機(jī)熱器有熱交換,因此是閉口系統(tǒng).將電加熱器包括在內(nèi)，無熱量交換因此是絕熱過程。如果電加熱器內(nèi)電流非外部，而是用電池,即可認(rèn)為絕熱系統(tǒng)。10。分析汽車動(dòng)力系統(tǒng)與外界的質(zhì)能交換情況？答：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有吸氣，壓縮，作功，排氣四個(gè)過程，因此吸氣過程吸收外界的空氣，過程中既有物質(zhì)的進(jìn)入,也有隨物質(zhì)進(jìn)入帶入的能量。壓縮后噴油點(diǎn)火,這個(gè)過程中壓縮點(diǎn)火為能量交換，噴油為物質(zhì)交換。作功過程為向外輸出功，能量交換。排氣過程排除了較高溫度的煙氣，因此既有能量交換又有物質(zhì)交換。11。經(jīng)歷一個(gè)不可逆過程后,系統(tǒng)能否恢復(fù)原來狀態(tài)？包括系統(tǒng)和外界的整個(gè)系統(tǒng)能否恢復(fù)原來狀態(tài)?答：經(jīng)歷一個(gè)不可逆過程后系統(tǒng)可以恢復(fù)為原來狀態(tài)。系統(tǒng)和外界整個(gè)系統(tǒng)不能恢復(fù)原來狀態(tài)。容器為剛性容器（1）將容器分成兩部分，一部分裝氣體，一部分抽成真空，中間是隔板。若突然抽去隔板，氣體（系統(tǒng)）是否做功?（2）設(shè)真空部分裝有許多隔板,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)，其過程是否都可在p-v圖上表示？答：（1）第一種情況如圖1—1（a）,不作功（2）第二種情況如圖1—1（b），作功（3）第一種情況為不可逆過程不可以在p—v圖上表示出來，第二種情況為可逆過程可以在p—v圖上表示出來。13。圖1—23中過程1-a—2是可逆過程，過程1—b-2是不可逆過程.有人說過程1—a—2對(duì)外作功小于過程1—b—2，你是否同意他的說法？為什么？答:不一定?如果將1-b-2看為可逆過程，由功的積分關(guān)系式可知1—b—2要比1-a—2過程做的功要多，但是不可逆過程存在不可逆因素，使得原本應(yīng)輸出的功的一部分用來克服不可逆因素，因而1—b—2對(duì)外作功等于可逆空減去不可逆的損失。不可逆損失未知，因此不能與1—a—2對(duì)外作功比較。14．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？若上述正向及逆向循環(huán)環(huán)中有不可逆因素，則系統(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)到原來狀態(tài)，外界沒有變化。若存在不可逆因素，系統(tǒng)恢復(fù)到原狀態(tài)，外界產(chǎn)生變化。15。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),與過程無關(guān),熱與過程有關(guān)。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儲(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，外部儲(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)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)，與過程無關(guān).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)能減少量為熱力學(xué)第一定律能量方程式是否可以寫成下列兩種形式:，的形式，為什么?答：熱力學(xué)第一定律能量方程式不可以寫成題中所述的形式。對(duì)于 只有在特殊情況下，功w可以寫成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)所以不能寫成該式的形式。6?熱力學(xué)第一定律解析式有時(shí)寫成下列兩種形式：分別討論上述兩式的適用范圍。答：適用于任何過程，任何工質(zhì)?？赡孢^程,任何工質(zhì)7。 為什么推動(dòng)功出現(xiàn)在開口系能量方程式中，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)有沒有焓值？答：有焓值。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。 開口系實(shí)施穩(wěn)定流動(dòng)過程，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題。通常合流過程都是絕熱的.取1—1、2—2和3—3截面之間的空間為控制體積，列出能量方程式并導(dǎo)出出口截面上焓值h3的計(jì)算式。答：忽略動(dòng)能影響的穩(wěn)定流動(dòng)、且混合過程為絕熱所以第三章理想氣體的性質(zhì)1。 怎樣正確看待“理想氣體”這個(gè)概念？在進(jìn)行實(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?。┕烙?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。若為理想氣體則可使用理想氣體的公式。2。 氣體的摩爾體積是否因氣體的種類而異？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/mol3。 摩爾氣體常數(shù)R值是否隨氣體的種類不同或狀態(tài)不同而異？答：摩爾氣體常數(shù)不因氣體的種類及狀態(tài)的不同而變化。4。 如果某種工質(zhì)的狀態(tài)方程式為pv=RT,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？g答：一種氣體滿足理想氣體狀態(tài)方程則為理想氣體，那么其比熱容、熱力學(xué)能、焓都僅僅是溫度的函數(shù)。5。 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.6。 麥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。7。 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?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九所以只取決于溫度。8。 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)的選取無關(guān)?熱力學(xué)能或焓的參照狀態(tài)通常取0K或0°C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。9。 氣體熱力性質(zhì)表中的h、u及s0的基準(zhǔn)是什么狀態(tài)？答:氣體熱力性質(zhì)表中的h、u及s0的基準(zhǔn)是什么狀態(tài)Pa。10。在如圖3—1所示的T-s圖上任意可逆過程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？若在1-2經(jīng)過的是不可逆過程又如何？答:圖3—2中陰影部分面積為多變過程1—2的熱量.對(duì)于多變過程其熱力學(xué)能變化量及焓變化量可由下面兩式計(jì)算得到:過初始狀態(tài)點(diǎn),做定容線2—2'，圖3—3中陰影部分面積為多變過程1-2的熱力學(xué)能變化量。過初始狀態(tài)點(diǎn)，做定壓線2—2',圖3—4中陰影部分面積為多變過程1-2的焓變化量。若為不可逆過程，熱力學(xué)能、焓不變?nèi)缟蠄D。熱量無法在圖中表示出來.11。理想氣體熵變計(jì)算式（3—39）、（3-41）、（3-43）等是由可逆過程導(dǎo)出的，這些計(jì)算式是否可用于不可逆過程初、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)，與過程無關(guān).熵的數(shù)學(xué)定義式為，比熱容的定義式為，故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？若不正確，錯(cuò)在何處？答中，為一微元可逆變化過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，他們是不能等同的,所以這一結(jié)論是錯(cuò)誤的.13。是判斷下列說法是否正確:（1）氣體吸熱后熵一定增大（）。（2）氣體吸熱后溫度一定升高（）。（3）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）（x）（2）（x）（3）（x）（4）（x）（5）（7）。氮、氧、氨這樣的工質(zhì)是否和水一樣也有飽和狀態(tài)的概念，也存在臨界狀態(tài)？答:水的汽液飽和狀態(tài)可以推廣到所有的存物質(zhì),并且這種液相和氣相動(dòng)態(tài)平衡的概念也可以推廣到固相和氣相及固相和液相,他們的飽和壓力與飽和溫度也是一一對(duì)應(yīng)的.因此氮、氧、氨為存物質(zhì)，也有飽和狀態(tài)的概念,也存在臨界狀態(tài)。．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。16．水的汽化潛熱是否為常數(shù)？有什么變化規(guī)律？答：水的汽化潛熱與壓力有關(guān)，在一定的范圍內(nèi)壓力增加，汽化潛熱減小,當(dāng)壓力達(dá)到臨界點(diǎn)以上時(shí)，汽化潛熱為017．水在定壓過程中，溫度維持不變,因此，根據(jù)有人認(rèn)為過程中的熱量等于膨脹功，即，對(duì)不對(duì)？為什么？答:這種說法是不對(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處理，所以。不能得到這樣的結(jié)果。18．有人認(rèn)為熱力學(xué)第一定律解析式和比熱容定義,所以認(rèn)為是普遍適用于一切工質(zhì)的.進(jìn)而推論得出水定壓汽化時(shí),溫度不變因此其焓變量。這一結(jié)論錯(cuò)誤在哪里?答：適用于理想氣體，不能應(yīng)用于水定壓汽化過程，水不能作為理想氣體來處理。第四章氣體和蒸汽的基本熱力過程4。1試以理想氣體的定溫過程為例，歸納氣體的熱力過程要解決的問題及使用方法解決。答:主要解決的問題及方法：（1） 根據(jù)過程特點(diǎn)（及狀態(tài)方程）——確定過程方程（2） 根據(jù)過程方程——確定始、終狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系（3） 由熱力學(xué)的一些基本定律——計(jì)算（4）分析能量轉(zhuǎn)換關(guān)系（P—V圖及T—S圖）（根據(jù)需要可以定性也可以定量）例:1）過程方程式：=常數(shù)（特征）=常數(shù)（方程）2）始、終狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系：=3）計(jì)算各量:=0、=0、==4） P-V圖,T-S圖上工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律及能量轉(zhuǎn)換情況4。2對(duì)于理想氣體的任何一種過程，下列兩組公式是否都適用？答：不是都適用.第一組公式適用于任何一種過程。第二組公式適于定容過程，適用于定壓過程。4.3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(jì)算。定溫過程氣體的溫度不變,在定溫過程中是否需對(duì)氣體加入熱量？如果加入的話應(yīng)如何計(jì)算？答：定溫過程對(duì)氣體應(yīng)加入的熱量4。4過程熱量和過程功都是過程量,都和過程的途徑有關(guān)。由理想氣體可逆定溫過程熱量公式可知，故只要狀態(tài)參數(shù)、和確定了，的數(shù)值也確定了,是否與途徑無關(guān)？答：對(duì)于一個(gè)定溫過程，過程途徑就已經(jīng)確定了。所以說理想氣體可逆過程是與途徑有關(guān)的。4.5在閉口熱力系的定容過程中,外界對(duì)系統(tǒng)施以攪拌功,問這是否成立？答：成立.這可以由熱力學(xué)第一定律知，由于是定容過為零。故，它與外界是否對(duì)系統(tǒng)做功無關(guān).4。6絕熱過程的過程功和技術(shù)功的計(jì)算式：=，=是否只限于理想氣體？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?yàn)楹褪峭ㄓ霉?，適用于任何工質(zhì)任何過程，只要是絕熱過程無論是可逆還是不可逆。所以=，=不只限于可逆絕熱過程.4。7試判斷下列各種說法是否正確:定容過程既無膨脹(或壓縮)功的過程;絕熱過程即定熵過程；多變過程即任意過程。答：(l)(X);(2)(X)；(3)(X)4。8參照?qǐng)D4—17：試證明：。途中1-2、4—3為定容過程，1—4、2—3為定壓過程。證明：=，=因?yàn)?是狀態(tài)量與過程無關(guān)，與起始狀態(tài)一樣，故=，由圖知,所以:4。9如圖4—18所示.今有兩個(gè)任意過程a-b及a-c,b點(diǎn)及c點(diǎn)在同一條絕熱線上,試問：(1)與哪個(gè)大？(2)若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，若b、c在同一條定溫線上，二者相等。因?yàn)?，a—b加上b—c過程二a-c過程，而b—c是個(gè)絕熱過程,=0=,<0,故>0,所以有。若在定溫線上=0,所以。4。10理想氣體定溫過程的膨脹功等于技術(shù)功能否推廣到任意氣體？答:不能。因?yàn)樗鼈児降耐茖?dǎo)過程中引入了理想氣體狀態(tài)方程式,對(duì)于一般氣體一般狀態(tài)下是不適用的。4。11下列三式的使用條件是什么？,,答：使用條件理想氣體可逆絕熱過程。4。12在T-s圖上如何表示絕熱過程的技術(shù)功和膨脹功？答：絕熱過程,不管是否是可逆過程都有,故有：其中,(圖中陰影部分)(1—2絕熱線')及可表示膨脹功和技術(shù)功的變化情況。4。13在p—v圖和T—s圖上如何判斷過程中的正負(fù)？4。14試以可逆絕熱過程為例，說明水蒸氣的熱力過程與理想氣體熱力過程的分析計(jì)算有什么異同?答：對(duì)于可逆絕熱過程水蒸氣和理想氣體都有:,差別在于水蒸氣沒有適當(dāng)而簡單的狀態(tài)方程,同時(shí)也不都是溫度的單值函數(shù)。4。15實(shí)際過程都不可逆,那么本章討論的理想可逆過程有什么意義？答：意義在與實(shí)際過程是很復(fù)雜的不可逆過程,我們可以借助理想可逆過程分析、尋找出過程中狀態(tài)參數(shù)變化及能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律,抓住過程的主要特征。對(duì)于不可逆實(shí)際過程,再借助實(shí)驗(yàn)和一些經(jīng)驗(yàn)系數(shù)進(jìn)行修正,及可得到實(shí)際氣體的規(guī)律。第五章熱力學(xué)第二定律5.1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?而熱能不可能全部變?yōu)闄C(jī)械能。"這種說法有什么不妥當(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。5.2理想氣體進(jìn)行定溫膨脹時(shí),可從單一恒溫?zé)嵩次氲臒崃?，將之全部轉(zhuǎn)變功對(duì)外輸出，是否與熱力學(xué)第二定律的開爾文敘述矛盾?提示：考慮氣體本身是否有變化。答：不矛盾，因?yàn)槎嘏蛎洑怏w本身狀態(tài)發(fā)生了改變。5。3自發(fā)過程是不可逆過程，非自發(fā)過程必為可逆過程,這一說法是否正確?答：不正確.自發(fā)過程是不可逆過程是正確的.非自發(fā)過程卻不一定為可逆過程。5。4請(qǐng)歸納熱力過程中有哪幾類不可逆因素?答:.不可逆因素有：摩擦、不等溫傳熱和不等壓做功。5.5試證明熱力學(xué)第二定律各種說法的等效性：若克勞修斯說法不成立,則開爾文說也不成立.答：熱力學(xué)第二定律的兩種說法反映的是同一客觀規(guī)律一一自然過程的方向性一是一致的，只要一種表述可能，則另一種也可能。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T1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