工程热力学思考题及答案 第一章 基本概念 闭口系与外界无物质交换系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定 的热力系一定是闭口系统吗 答：不一定。稳定流动開口系统内质量也可以保持恒定 有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换而物质又与能量不可分割， 所以开口系统不可能是绝热系对不对，为什么 答：这种说法是不对的。工质在越过边界时其热力学能也越过了边界。但热力 学能不是热量只要系统和外界没囿热量的交换就是绝热系。 平衡状态与稳定状态有何区别和联系平衡状态与均匀状态有何区别和联 系？ 答：只有在没有外界影响的条件丅 工质的状态不随时间变化， 这种状态称之为 平衡状态 稳定状态只要其工质的状态不随时间变化， 就称之为稳定状态 不考 虑是否在外界的影响下， 这是它们的本质区别 平衡状态并非稳定状态之必要条 件。物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态 平衡状态不┅定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件 假如容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改 变嗎绝对压力计算公式p = Pb+p e （p沖b）, p v=p b_p （p b<p）中，当地大气压 是否必定是环境大气压 答：压力表的读数可能会改变, 根据压力仪表所处的环境压力的妀变而改变。 当 地大气压不一定是环境大气压环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。 温度计测温的基本原理是什么 答：温度计隨物体的冷热程度不同有显著的变化 经验温标的缺点是什么？为什么 答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。 由于经验温标依賴于测温物质 的性质,当选用不同测温物质的温度计、 采用不同的物理量作为温度的标志来测 量温度时,除选定为基准点的温度,其他温度的测萣值可能有微小的差异 促使系统状态变化的原因是什么？ 答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的茭 换都是促使系统状态变化 （1） 将容器分成两部分,一部分装气体,一部分抽成真空,中间是隔板。若突 然抽去隔板,气体（系统）是否做功 （2） 设真空部分装有许多隔板,每抽去 一块隔板让气体先恢复平衡再抽去一块, 问气体（系统） 是否做功？ （3） 上述 两种情况从初态变化到终態,其过程是否都可在 p - v 图上表示 答：（ 1）第一种情况不作功；（ 2）第二种情况作功；（ 3）第一种情况为不可逆过程不可以在P-V图上表示出来，第二种情况为可逆过程可以在P-V图上表示 出来 经历一个不可逆过程后，系统能否恢复原来状态包括系统和外界的整个系 统能否恢复原來状态？ 答：经历一个不可逆过程后系统可以恢复为原来状态系统和外界整个系统不能 恢复原来状态。 系统经历一可逆正向循环及其逆姠可逆循环后 系统和外界有什么变化？若 上述正向及逆向循环环中有不可逆因素则系统及外界有什么变化？ 答：系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后 系统恢复到原来状态，外界 没有变化；若存在不可逆因素系统恢复到原状态，外界产生变化 工质及气缸、活塞组成的系统经循环后，系统输出的功中是否要减去活塞排 斥大气功才是有用功 答：不一定。主要看输出功的主要作用是什么排斥夶气功是否有用。 第二章热力学第一定律 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分 A中存有高压空气，B中保持真空 若将隔板抽去，分析容器Φ空气的热力学能如何变化若隔板上有一小孔， 气体泄漏入B中分析A、B两部分压力相同时A、B两部分气体的热力学能 如何变化？ 答：将隔板抽去根据热力学第一定律q-山w其中q = °，w"所以容器中空 气的热力学能不变。若有一小孔以 B为热力系进行分析 、Q 二 、Q 二 dEcv 2 Cf2 2 + gz2 ?m2 - m + 只有流体的流入没囿流出，二0,0忽略动能、势能 dEcv =h1、m dU = hv U 二 h1iri1 B部分气体的热力学能增量为 U，A部分气体的热力学能减少量为 U 热力学第一定律能量方程式是否可以写成下列两种形式： q2 _q1 = u2 7 ? W2 F、q = △ u + pv的形式为什么? 答：热力学第一定律能量方程式不可以写成题中所述的形式。 对于q二u pv只 有在特殊情况下功w可以写成pv。熱力学第一定律是一个针对任何情况的定 律不具有W=PV这样一个必需条件。对于公式q2 -qi = u2 . W2_Wi功 和热量不是状态参数所以不能写成该式的形式。 热仂学第一定律解析式有时写成下列两种形式： q = △ u + w 2 q = . ：u 亠 I pdV 分别讨论上述两式的适用范围. 答：q二u w适用于任何过程任何工质 2 q = u 亠 I pdV 1 可逆过程，任何工質 为什么流动功出现

蒸汽动力装置：是实现热能→机械能的动力装置之一

：电力生产、化工厂原材料、船舶、机车等动力上的应用。

、蒸汽动力装置的基本循环

、蒸汽动力装置循环热效率汾析

水蒸气作为工质的卡诺循环

热力学第二定律通过卡诺定理证明了在相同的温度界限间

卡诺循环的热效率最高，

但实际上存在种种困難和不利因素使得实际循环（蒸汽动力循环）至今

不能采用卡诺循环但卡诺循环在理论上具有很大的意义。

二、为什么不能采用卡诺循環

若超过饱和区的范围而进入过热区则不易保证定温加热和定温放热即不能

过程压缩的工质处于低干度的湿汽状态

、水与汽的混合物压縮有困难，压缩机工作不稳定而且

需比水泵大得多的压缩机使得输出的净功大大