工程熱力學思考題答案整理完成版

1、⒉有人認為，開口系統(tǒng)中系統(tǒng)與外界有物質交換，而物質又與能量不可分有人認為，開口系統(tǒng)中系統(tǒng)與外界有物質交換，而物質又與能量不可分割，所以開口系不可能是絕熱系。這種觀點對不對，為什么割，所以開口系不可能是絕熱系。這種觀點對不對，為什么答：不對?！敖^熱系”指的是過程中與外界無熱量交換的系統(tǒng)。熱量是指過程中系統(tǒng)與外界間以熱的方式交換的能量，是過程量，過程一旦結束就無所謂“熱量”。物質并不“擁有”熱量。一個系統(tǒng)能否絕熱與其邊界是否對物質流開放無關

2、。⒊平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)，平衡狀態(tài)與均勻狀態(tài)有何區(qū)別和聯(lián)系平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)，平衡狀態(tài)與均勻狀態(tài)有何區(qū)別和聯(lián)系答：“答：“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。⒋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)會改變嗎？

3、在絕對壓力計算公式改變嗎？在絕對壓力計算公式)()(bvbbebPPPPPPPPPP??????；中，當?shù)卮髿鈮菏欠癖囟ㄊ黔h(huán)境大氣壓中，當?shù)卮髿鈮菏欠癖囟ㄊ黔h(huán)境大氣壓答：答：可能會的。因為壓力表上的讀數(shù)為表壓力，是工質真實壓力與環(huán)境介質壓力之差。環(huán)境介質壓力，譬如大氣壓力，是地面以上空氣柱的重量所造成的，它隨著各地的緯度、高度和氣候條件不同而有所變化，因此，即使工質的絕對壓力不變，表壓力和真空度仍有可能變化?！爱?shù)卮髿鈮骸辈⒎蔷褪黔h(huán)境大

4、氣壓。準確地說，計算式中的Pb應是“當?shù)丨h(huán)境介質”的壓力，而不是隨便任何其它意義上的“大氣壓力”，或被視為不變的“環(huán)境大氣壓力”。⒌溫度計測溫的基本原理是什么溫度計測溫的基本原理是什么答：溫度計對溫度的測量建立在熱力學第零定律原理之上。它利用了“溫度是相互熱平衡的系統(tǒng)所具有的一種同一熱力性質”，這一性質就是“溫度”的概念。⒍經(jīng)驗溫標的缺點是什么經(jīng)驗溫標的缺點是什么為什么為什么答：答：由選定的任意一種測溫物質的某種物理性質，采用任意一種溫

5、度標定規(guī)則所得到的溫標稱為經(jīng)驗溫標。由于經(jīng)驗溫標依賴于測溫物質的性質，當選用不同測溫物質制作溫度計、采用不同的物理性質作為溫度的標志來測量溫度時，除選定的基準點外，在其它溫度上，不同的溫度計對同一溫度可能會給出不同測定值（盡管差值可能是微小的），因而任何一種經(jīng)驗溫標都不能作為度量溫度的標準。這便是經(jīng)驗溫標的根本缺點。⒎促使系統(tǒng)狀態(tài)變化的原因是什么促使系統(tǒng)狀態(tài)變化的原因是什么舉例說明。舉例說明。答：分兩種不同情況：答：分兩種不同情況：⑴若

6、系統(tǒng)原本不處于平衡狀態(tài)，系統(tǒng)內各部分間存在著不平衡勢差，則在不平衡勢差的作用下，各個部分發(fā)生相互作用，系統(tǒng)的狀態(tài)將發(fā)生變化。例如，將一塊燒熱了的鐵扔進一盆水中，對于水和該鐵塊構成的系統(tǒng)說來，由于水和鐵塊之間存在著溫度差別，起初系統(tǒng)處于熱不平衡的狀態(tài)。這種情況下，無需工程熱力學復習思考題解答Ⅰ3部分氣體處于熱力學平衡狀態(tài)熱力學平衡狀態(tài)，情況像上述作自由膨脹時一樣，兩部分氣體將有相同的比熱力學能，按其容積比分配氣體的總熱力學能按其容積比分配

7、氣體的總熱力學能；若隔板為絕熱體絕熱體，則過程為A對B的充氣過程，由于A部分氣體需對進入B的那一部分氣體作推進功，充氣的結果其比熱力學能將比原來減少，B部分氣體的比熱力學能則會比原來升高，最終兩部分氣體的壓力會達到平衡，壓力會達到平衡，但A部分氣體的溫度將比B部分的低（見習題422）。⒉熱力學第一定律的能量方程式是否可寫成熱力學第一定律的能量方程式是否可寫成Pvuq???)()(121212wwuuqq?????的形式，為什么？的形式，

8、為什么？答：⑴熱力學第一定律的基本表達式是：過程熱量過程熱量=工質的熱力學能變化工質的熱力學能變化過程功過程功第一個公式中的Pv并非過程功的正確表達，因此該式是不成立的；⑵熱量和功過程功都是過程的函數(shù)，并非狀態(tài)的函數(shù)，對應于狀態(tài)1和2并不存在什么q1、q2和w1、w2；對于過程12并不存在過程熱量和12qqq??過程功，因此第二個公式也是不成立的。12www??⒊.熱力學第一定律解析式有時寫成下列兩種形式：熱力學第一定律解析式有時寫成下

9、列兩種形式：wuq???????21Pdvuq分別討論上述兩式的適用范圍。分別討論上述兩式的適用范圍。答：第一個公式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，僅適用于簡單可壓縮物質的可逆過程。?21dvP⒋為什么推動功出現(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⒋為什么推動功出現(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？中？答：反之，閉口系統(tǒng)由于不存在流體的宏觀流動現(xiàn)象，不存在上游流體推

10、擠下游流體的作用，也就沒有系統(tǒng)與外間的推動功作用，所以在閉口系統(tǒng)的能量方程式中不會出現(xiàn)推動功項。⒌.穩(wěn)定流動能量方程式（穩(wěn)定流動能量方程式（216216）是否可應用于活塞式壓氣機這種機械的穩(wěn)）是否可應用于活塞式壓氣機這種機械的穩(wěn)定工況運行的能量分析？為什么？定工況運行的能量分析？為什么？答：可以。就活塞式壓氣機這種機械的一個工作周期而言，其工作過程雖是不連續(xù)的，但就一段足夠長的時間而言（機器的每一工作周期所占的時間相對很短），機器是在不