王修彥版課后簡答題答案.pdf
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第一章1.什么是熱力系統(tǒng)？閉口系統(tǒng)與開口系統(tǒng)的區(qū)別在哪里？人為的分割開來作為熱力學研究的對象稱為熱力系統(tǒng)。閉口系統(tǒng)：與外界無物質(zhì)的交換開口系統(tǒng)：與外界有物質(zhì)的交換2.表壓力(或真空度)與絕對壓力有何區(qū)別與聯(lián)系？為什么表壓力或真空度不能作為狀態(tài)參數(shù)？ )( )( bvbbeb PPPPPPPPPP ?????? ；因為表壓力或真空度與當?shù)卮髿鈮河嘘P(guān)，因此不能作為狀態(tài)參數(shù)。3.狀態(tài)參數(shù)有哪些特性？4.平衡和穩(wěn)定有什么區(qū)別？平衡和均勻有什么區(qū)別？ “平衡狀態(tài)”與“穩(wěn)定狀態(tài)”的概念均指系統(tǒng)的狀態(tài)不隨時間而變化，這是它們的共同點；但平衡狀態(tài)要求的是在沒有外界作用下保持不變；而平衡狀態(tài)則一般指在外界作用下保持不變，這是它們的區(qū)別所在。均勻則是指熱力系統(tǒng)所處空間各處的宏觀性質(zhì)相同。5.工質(zhì)經(jīng)歷一不可逆過程后，能否恢復至初態(tài)？能，但是不可逆過程中與工質(zhì)發(fā)生相互作用的外界不可能恢復到初態(tài)。6..使系統(tǒng)實現(xiàn)可逆過程的條件是什么？無耗散的準靜態(tài)過程7.實際上可逆過程是不存在的，那么為什么還要研究可逆過程呢？首先，可逆過程使問題簡化，便于抓住主要矛盾其次，提供了一個標桿，雖然不能達到，但是提供了一個奮斗目標最后，對理想可逆過程進行修正即可得到實際結(jié)果。8.為什么說Δs的正負可以表示吸熱還是放熱？溫度的變化ΔT不可以嗎？qs T?? ? ，因此熵的變化可以吸熱還是放熱。溫度的變化與過程吸熱還是放熱無必然聯(lián)系。9.氣體膨脹一定對外做功嗎？不一定。自由膨脹。10.“工質(zhì)吸熱溫度升高，放熱溫度降低”這種說法對嗎？不對，同第八題。11.經(jīng)過一個不可逆循環(huán)后，工質(zhì)又恢復到起點狀態(tài)，那么它的不可逆性表現(xiàn)在什么地方？系統(tǒng)完成一個循環(huán)后接著又完成其逆向循環(huán)時，無論循環(huán)可逆與否，系統(tǒng)的狀態(tài)都不會有什么變化。根據(jù)可逆的概念，當系統(tǒng)完成可逆過程（包括循環(huán)）后接著又完成其逆向過程時，與之發(fā)生相互作用的外界也應(yīng)一一回復到原來的狀態(tài)，不遺留下任何變化；若循環(huán)中存在著不可逆因素，系統(tǒng)完成的是不可逆循環(huán)時，雖然系統(tǒng)回復到原來狀態(tài)，但在外界一定會遺留下某種永遠無法復原的變化。 （注意：系統(tǒng)完成任何一個循環(huán)后都恢復到原來的狀態(tài)，但并沒有完成其“逆過程”，因此不存在其外界是否“也恢復到原來狀態(tài)”的問題。一般說來，系統(tǒng)進行任何一種循環(huán)后都必然會在外界產(chǎn)生某種效應(yīng)，如熱變功，制冷等，從而使外界有了變化。）12.“高溫物體所含熱量多，低溫物體所含熱量少”這種說法對嗎？ 不對，熱量Q是過程量，而不是狀態(tài)參數(shù)。因此無法進行比較。第二章1.制冷系數(shù)或供熱系數(shù)均可大于1，這是否違反熱力學第一定律？不違反，由供熱系數(shù)與制冷系數(shù)的表達式： 11 221 2QQ Qc QQ Q?? ? ?? ?只要Q 2>W那么制冷系數(shù)與供熱系數(shù)就會大于一，而這完全是可以的。因此不違反熱力學第一定律。2.某絕熱的靜止氣缸內(nèi)有無摩擦不可壓縮流體。試問：（1）汽缸中的活塞能否對流體做功？不能（2）流體的壓力可以改變嗎？可以（3）假定氣體壓力從0.2MPa提高到4MPa,那么流體的熱力學能和焓值有無變化？熱力學能不變，因為熱力學能與溫度和比體積有關(guān)。焓值上升，因為焓值不僅與溫度和比體積有關(guān)，還有壓力有關(guān) 3.微分形式的熱力學第一定律解析式和焓的定義式q ( )du pdvdh du d pv? ? ?? ?兩者形式十分相像，為什么q是過程量，h卻是狀態(tài)量。因為 21 pdv? 是與過程有關(guān)的，所以q是過程量，而 2 2 1 1( )pv p v p v? ? ? ，則是兩個狀態(tài)量的差值，因此焓是狀態(tài)參數(shù)。4.略。5.汽車配有發(fā)電機，有人認為可以讓汽車邊行駛邊發(fā)電，發(fā)出的電帶動汽車，汽車就不用消 耗燃料。這種說法對嗎？不對，違反了熱力學第一定律。汽車行駛勢必損耗外功。6.略7.有人認為，既然冰箱可以制冷，那么在夏天使門窗緊閉而把冰箱門打開，就可以使屋內(nèi)溫度降低，這種說法對嗎？不對，去屋內(nèi)空氣作為熱力系統(tǒng)，那么空氣的平均溫度必與環(huán)境溫度相同，關(guān)閉門窗后，由于冰箱本身還要散熱。溫度不僅不會降低而且會上升。 第三章1.理想氣體的熱力學能和焓是溫度的單值函數(shù)，理想氣體的熵也是溫度的單值函數(shù)嗎？不是， evq u pdvds T T? ?? ? ，因此由該式易知熵不是溫度的單值函數(shù)。2.氣體的比熱容cp,cv，究竟是過程量還是狀態(tài)量？過程量，熱容dqc T? ，因q是過程量，所以熱容也是過程量，3.理想氣體經(jīng)絕熱經(jīng)絕熱節(jié)流后，其溫度、壓力、比體積、熱力過程、焓、熵分別如何變化？由于焓值不變，理想氣體焓值是溫度的單值函數(shù)，因此溫度不變。 壓力降低比體積增大（由理想氣體狀態(tài)方程式可得）熱力學能不變，因為熱力學能也是溫度的單值函數(shù)。熵增大，可由熵的方程式判斷。4.理想氣體熵變化Δs公式有三個，他們都是從可逆過程推導出來的，這些公式在不可逆過程也可以用嗎？可以，因為熵是狀態(tài)參數(shù)，只要過程起點和終點的狀態(tài)確定，那么熵變也就是確定的！5.熱力學第一定律可以寫成 wuq ??? ???? 21 Pdvuq兩式有何不同？第一個公式為熱力學第一定律的最普遍表達，原則上適用于不作宏觀運動的一切系統(tǒng)的 所有過程；第二個表達式中由于將過程功表達成?21 dvP ，這只是對簡單可壓縮物質(zhì)的可逆過程才正確，因此該公式僅適用于簡單可壓縮物質(zhì)的可逆過程。將熱力學能表達為cΔT,則將適用范圍進一步縮小到理想氣體。6.理想氣體的cp，和cv，之差及cp與cv的比值是否在任何溫度下都是一個常數(shù)？Cp-Cv=Rg，因為物質(zhì)確定，那么Rg也就確定，因此之差為定值。注意，二者之比只是在溫度的變化范圍不大，或?qū)τ嬎阋蟛皇志_時可把氣體的比熱容看成與溫度無關(guān)的常數(shù)。7.理想氣體的熱力學能和焓為零的起點是他的溫度值還是壓力和溫度一起來確定的？對于理想氣體的熱力學能和焓值是溫度的單值函數(shù)，與壓力無關(guān)，因此是一溫度確定起點。8.理想氣體混合物的熱力學能是否是溫度的單值函數(shù)？是否仍遵守邁耶公式。遵守9.為什么冬天我們要給房間供暖？甲說：為了使房間溫暖。乙說：為了輸入缺少的熱力學能。 熱力學能是溫度的單值函數(shù)，因此可以認為二者的回答的意義其實是相同的。10.一般說來，T-s圖是表示熱量的，想辦法在T-S圖上表示出理想氣體從某一狀態(tài)經(jīng)過一系列過程達到終態(tài)的氣體的熱力學能和焓值的變化。在T-S圖上。在以初終狀態(tài)的溫度之差為限，做一條定壓線，下面陰影部分面積即為焓值的變化。 做一條定容線，下面陰影部分面積即為熱力學能的變化。 第四章1.“理想氣體在絕熱過程中的技術(shù)工，無論可逆與否均可由 1 2( )1t kw Rg T Tk? ?? 表示嗎？對，因為在絕熱過程中 ? ?1 2 1 2t pw h h h c T T? ?? ? ? ? ?與過程無關(guān)。2.試根據(jù)p-v圖上四種基本熱力過程曲線的位置，畫出自點1出發(fā)的曲線。指出其變化范圍。1)熱力學增大級熱力學減小的過程。畫出等溫線，判斷即可。 2)吸熱過程及放熱過程畫出等熵線判斷即可。3.如圖所示T－s圖上理想氣體任意可逆過程1－2的熱量如何表示？熱力學能變化量、焓變化量如何表示？若過程1－2是不可逆的，上述各量是否相同？(請寫出簡明的作圖方法。)對可逆過程，熱量為面積1-m-k-2-1，熱力學能變化量為面積1-m-n-2v-1，焓變化量為1-m-g-2p-1。對不可逆過程，熱量無法表示，熱力學能和焓變化量相同 4.壓氣機按定溫壓縮時，氣體對外放出熱量，而按絕熱壓縮時，不向外放熱，為什么定溫壓縮反較絕熱壓縮更為經(jīng)濟？答：壓氣機耗功中有意義的部分是技術(shù)功，不考慮宏觀動能和勢能的變化，就是軸上輸入的功（由設(shè)備直接加諸氣體的機械功），而同樣進出口壓力定溫過程消耗的技術(shù)功比絕熱過程少，絕熱過程消耗的技術(shù)功有一部分用于提高氣體溫度。5.如果由于應(yīng)用氣缸冷卻水套以及其他冷卻方法，氣體在壓氣機氣缸中已經(jīng)能夠按定溫過程進行壓縮，這時是否還需要采用分級壓縮？為什么？答：還需要分級壓縮。是為了減小余隙容積的影響。但不需要中間冷卻。 第五章1.制冷系數(shù)或供熱系數(shù)均可大于1，是否違反熱力學第一定律？不違反2.根據(jù)熱力學第一定律，q=Δu+w，以及理想氣體熱力學能是溫度的單值函數(shù)，那么發(fā)生一個等溫過程后q=w這表明加入的熱量完全變?yōu)楣?，是否違反熱力學第二定律？不違反，扥問吸熱過程，雖然熱量完全變?yōu)榱斯?，但是氣體發(fā)生了膨脹，壓力降低，也即氣體的狀態(tài)發(fā)生了變化。3.某一工質(zhì)在相同的初態(tài)1和終態(tài)2之間分別經(jīng)歷2個熱力過程，一為可逆過程，二為不可逆過程，試比較這兩個過程中相應(yīng)外界熵的變化量哪一個大？一樣大，因為初中狀態(tài)確定，熵是狀態(tài)參數(shù)。4.孤立系統(tǒng)熵增原理是否可以表述為“過程進行的結(jié)果是系統(tǒng)內(nèi)各部分的熵都增大？不可以，熱力系統(tǒng)是一個整體，整體熵增表示系統(tǒng)內(nèi)各部分熵變之和是正值，而不表示每 一部分都增大。5.閉口系進行一個放熱過程其熵是否一定減?。繛槭裁?？閉口系統(tǒng)內(nèi)進行一個放熱過程，其做工能力是否一定降低?為什么？不對，熵變?yōu)殪亓骱挽禺a(chǎn)之和。熵產(chǎn)必定大于零，閉口系發(fā)生一個放熱過程，雖然熵流小于零，但是熵產(chǎn)是大于零的，二者之和的符號并不確定。不一定。6.平均吸熱溫度和平均放熱溫度的計算可以在不可逆循循環(huán)中進行嗎？不可以，因為q T s?? ? 只適應(yīng)于可逆過程。7.正想循環(huán)熱效率的兩個計算式為1 21t q qq ??? 1 21t T TT ??? 這兩個公式有何區(qū)別？各適用什么場合？不完全相同。前者是循環(huán)熱效率的普遍表達，適用于任何循環(huán)；后者是卡諾循環(huán)熱效率的表達，僅適用于卡諾循環(huán)，或同樣工作于溫度為T1的高溫熱源和溫度為T2的低溫熱源間的一切可逆循環(huán)。8.下列說法是否正確，為什么？1)熵增大的過程必為不可逆過程不對，吸熱可逆過程熵也增大2)熵增大的過程必為吸熱過程不對，絕熱過程中，熵產(chǎn)大于零3)不可逆過程的熵變Δs無法計算不對，熵是狀態(tài)參數(shù)。4）系統(tǒng)的熵只能增大不能減小 不對，這只是對孤立系統(tǒng)而言。放熱過程的熵就很有可能減小。 5)若從某一初態(tài)經(jīng)不可逆與可逆兩條途徑到達同一終態(tài)，則不可逆途徑的熵變Δs大于可逆的熵變。不對，狀態(tài)參數(shù)。6）工質(zhì)經(jīng)不可逆循環(huán)，熵變大于零。對7)工質(zhì)經(jīng)過不可逆循環(huán)由于 0QT? ??? 所以 0dS ??? 。不對，循環(huán)的熵變?yōu)?.8）可逆絕熱過程為等熵過程，等熵過程就是可逆絕熱過程。不對，只要保持熵流與熵產(chǎn)之和為0即可。下述說法是否有錯誤：⑴ 熵增大的過程必為不可逆過程；⑵ 使系統(tǒng)熵增大的過程必為不可逆過程； ⑶ 熵產(chǎn)Sg > 0的過程必為不可逆過程；⑷ 不可逆過程的熵變?S無法計算；⑸ 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，則 可逆不可逆 SS ??? 、 f,f, 可逆不可逆 SS ? 、 g,g, 可逆不可逆 SS ? ；⑹ 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下載提示(請認真閱讀)
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