内容发布更新时间 : 2024/9/18 16:48:16星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

01 基本概念

思 考 题

1-1 闭口系与外界无质量交换，如果一个系统内质量保持恒定，那么能否说明这个系统一定为闭口系？

答：如果一个系统内质量保持恒定，但有质量进入并离开系统，说明该系统与外界有质量交换，则该系统也不能称为闭口系统。

1-2 如图容器为刚性绝热容器，抽去隔板，重又平衡，该过程是否为准静态过程？逐个抽去隔板，又如何？

图1-1 思考题1-2附图

答：如果抽去该系统的隔板，这是一个自由膨胀问题，是一个典型的不可逆过程，也是非准静态过程。而逐个抽去隔板后，如果隔板足够多，则是一个准静态过程。 1-3 如果容器中气体的压力保持不变，那么压力表上的读数也一定保持不变，是否正确？ 答：容器内气体的压力保持不变，但如果容器所处的环境压力发生变化的话，则压力表上的读数会发生变化。

1-4 试判断下列过程是否为可逆过程：

（1）对刚性容器内的水加热使其在恒温下蒸发； （2）对刚性容器内的水作功使其在恒温下蒸发；

（3）对刚性容器中的空气缓慢加热使其从50℃升温到100℃； （4）定质量的空气在无摩擦、不导热的气缸和活塞中被慢慢压缩； （5）100℃的蒸汽流与25℃的水流绝热混合；

（6）锅炉中的水蒸汽定压发生过程（温度、压力保持不变）； （7）高压气体突然膨胀至低压；

（8）摩托车发动机气缸中的热燃气随活塞迅速移动而膨胀；

（9）气缸中充有水，水上面有无摩擦的活塞，缓慢地对水加热使之蒸发； 答：（1）不是（2）不是（3）不是，（4）是（5）不是（6）不是（7）不是（8）不是（9）是

02 理想气体的性质

思 考 题

2-1 什么是理想气体？理想气体的适用条件是什么？

答：理想气体：分子为不占体积的弹性质点，除碰撞外分子间无作用力。理想气体是实际气体在低压高温时的抽象，是一种实际并不存在的假想气体。

判断所使用气体是否为理想气体（1）依据气体所处的状态（如气体的密度是否足够小）

估计作为理想气体处理时可能引起的误差；（2）应考虑计算所要求的精度，若为理想气体则可使用理想气体的公式。

2-2 如果某种工质的状态方程式为pv?RgT，那么这种工质的比热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数吗？

答：一种气体满足理想气体状态方程则为理想气体，那么其比热容、热力学能、焓都仅仅是温度函数。

2-3 迈耶公式cp?cv?Rg是否适用于理想气体混合物？是否适用于实际气体？ 答：迈耶公式的推导用到理想气体方程，因此适用于理想气体混合物不适合实际气体。

2-5 气体热力性质表中的u、h及s的基准是什么状态？ 答：标准状态

2-6 混合气体中如果已知两种组分A和B的摩尔分数xA?xB，能否断定质量分数也是

0wA?wB？

答：因为xA?MeqMAwA，xB?MeqMBwB，混合气体的折合摩尔质量相同，但是组分A

和B摩尔的摩尔质量大小关系不能确定，所以不能断定wA?wB。

03 热力学第一定律

思 考 题

3-1 热力学第一定律的实质是什么？

答：热力学第一定律的实质是能量守恒与转换原理在热现象中的应用，它确定了热力过程中热力系统与外界进行能量交换时，各种形态能量数量上的守恒关系。

3-2热力学第一定律解析式有时写成下列两种形式：q??u?w和q??u?两式的适用范围有何不同？

答：q??u?w适用于任何过程，任何工质；q??u??21pdv。

?21pdv适用于可逆过程，任何

工质。

3-3 工质进行膨胀时是否必须对工质加热？工质吸热后热力学能是否一定增加？对工质加热其温度反而降低是否有可能？

答：由闭口系统热力学第一定律关系式：Q??U?W，规定吸热Q?0，对外做功（1）不一定；工质对外做功，W?0，由于可以使?U?0，因此可能出现Q?0，W?0。

即对外放热；（2）不一定；工质吸热，Q?0，由于可以使W?0，即工质对外做功，因此

Q?0，可能出现?U?0，即工质热力学能减小；（3）可能；对工质加热，由于可以使W?0，

即工质对外做功，因此可能出现?U?0，对于理想气体，其内能仅为温度的单值函数，因

此对于理想气体来说温度可能降低。

3-4 膨胀功、推动功、轴功和技术功四者之间有何联系和区别？

答：膨胀功（w）是工质体积变化产生的功，是基本功。推动功（pv）是工质在流动过程中所传递的功。膨胀功和推动功的代数和为技术功（wt）,它是工程上可以利用的功量。轴功（ws）是指从机器轴端输出的有用功，它等于技术功与流动工质的动、位能变化量的代数和，即wt?12?c?g?z?ws。 23-5 为什么推动功出现在开口系能量方程式中，而不出现在闭口系能量方程式中？ 答：推动功是由流进（出）系统的工质传递而由工质后面的物质系统做出的。对于闭口系统，不存在工质的流进（出），所以不存在这样进行传递的功。

3-6 什么是焓？它的物理意义是什么？为什么说它是工质的状态参数？

答：工质在流经一个开口系统时，进入（或带出）系统的能量除工质本身具有的热力学能，还有在开口系统中工质流动而传递的推动功，我们就把这些工质流经一个开口系统时的能量总和叫做焓，H?U?pV。焓的变化等于闭口系统在定压过程中与外界交换的热量。在任一平衡状态下，U,p,V都有一定的值，因而H也有一定的值，而与达到这一状态的路径无关，这符合状态参数的基本性质，满足状态参数的定义，因而焓是工质的状态参数。

3-7 如图中过程1-2与过程1-a-2，有相同的初态和终态，试比较两过程的功谁大谁小？热量谁大谁小？热力学能的变化量谁大谁小？

图3-1 思考题3-7附图

答：两过程中1-a-2的过程功大。两过程的热力学能大小相同，因此根据热力学第一定律可知，过程1-a-2的热量大。

3-8 如图所示，一内壁绝热的容器，中间用隔板分为两部分，A中存有高压空气，B中保持高度真空。如果将隔板抽出，容器中空气的热力学能如何变化？为什么？

图3-2 思考题3-8附图

答：将隔板抽去，根据热力学第一定律q??u?w，其中q?0,w?0，所以容器中空