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工程热力学思考题答案-第四章

第四章 气体和蒸汽的基本热力过程

4.1试以理想气体的定温过程为例，归纳气体的热力过程要解决的问题及使用方法解决。

答：主要解决的问题及方法：

(1) 根据过程特点（及状态方程）——确定过程方程 (2) 根据过程方程——确定始、终状态参数之间的关系 (3) 由热力学的一些基本定律——计算q,w,wt,?u,?h,?s

(4) 分析能量转换关系（P—V 图及T—S图）（根据需要可以定性也可以定量） 例：1)过程方程式： T =常数 （特征） PV=常数 （方程） 2)始、终状态参数之间的关系：

p1v2= p2v1p2v=RIn2 p1v13)计算各量：?u=0 、 ?h=0 、?s=?RInvvdv?pvIn2?RTIn2 vv1v1w??pdv??pvwt?w?RTInv2v2?w?RTIn q?wtv1v14) P ?V图，T ? S图上工质状态参数的变化规律及能量转换情况

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工程热力学思考题答案-第四章

4.2 对于理想气体的任何一种过程，下列两组公式是否都适用?

?u?cv(t2?t1),?h?cp(t2?t1);q??u?cv(t2?t1),q??h?cp(t2?t1)

答：不是都适用。第一组公式适用于任何一种过程。第二组公式q??u?cv(t2?t1)适于定容过程, q??h?cp(t2?t1)适用于定压过程。

4.3在定容过程和定压过程中，气体的热量可根据过程中气体的比热容乘以温差来计算。定温过程气体的温度不变，在定温过程中是否需对气体加入热量？如果加入的话应如何计算？

答：定温过程对气体应加入的热量

w??pdv??pvwt?w?RTInvvdv?pvIn2?RTIn2 vv1v1v2 v1v2 v1q?wt?w?RTIn4.4 过程热量 q 和过程功w都是过程量，都和过程的途径有关。由理想气体可逆定温过程热量公式q?p1v1Inv2v1和v2确定了，可知，故只要状态参数p1、 q 的

v1数值也确定了，是否q 与途径无关？

答：对于一个定温过程，过程途径就已经确定了。所以说理想气体可逆过程q 是与途径有关的。

4.5 在闭口热力系的定容过程中，外界对系统施以搅拌功?w，问这?Q?mcvdT 是否成立？

答：成立。这可以由热力学第一定律知，由于是定容过

w??pdv??pv功无关。

4.6 绝热过程的过程功w和技术功wt 的计算式：

vvdv?pvIn2?RTIn2为零。故?Q?mcvdT，它与外界是否对系统做vv1v1w=u1?u2，wt=h1?h2

是否只限于理想气体？是否只限于可逆绝热过程？为什么？

答：不只限于理想气体和可逆的绝热过程。因为q??u?w和q??h?wt是通用

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工程热力学思考题答案-第四章

公式，适用于任何工质任何过程，只要是绝热过程q?0无论是可逆还是不可逆。所以w=u1?u2，wt=h1?h2不只限于可逆绝热过程。 4.7 试判断下列各种说法是否正确：

（1）定容过程既无膨胀（或压缩）功的过程； （2）绝热过程即定熵过程； （3）多变过程即任意过程。

答：（1）（×）； （2）（×）； （3）（×）

4.8 参照图4-17：试证明：q1?2?3?q1?4?3。途中1-2、4-3 为定容过程，1-4、2-3

为定压过程。

证明：q1?2?3=?u1?2?3?W1?2?3，q1?4?3=?u1?4?3?W1?4?3

因为: ?u是状态量与过程无关，?u1?2?3与?u1?4?3起始状态一样，故?u1?2?3=?u1?4?3，由图知?w1?2?3??w1?4?3，所以：q1?2?3?q1?4?3

4.9 如图4-18 所示。今有两个任意过程a-b 及a-c，b点及c点在同一条绝热线

上，试问：（1）?uab 与?uac 哪个大？（2）若b、c 在同一条定温线上，结果

又如何？

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