工程熱力學(xué)思考題答案整理完成版

1、⒉有人認(rèn)為，開(kāi)口系統(tǒng)中系統(tǒng)與外界有物質(zhì)交換，而物質(zhì)又與能量不可分有人認(rèn)為，開(kāi)口系統(tǒng)中系統(tǒng)與外界有物質(zhì)交換，而物質(zhì)又與能量不可分割，所以開(kāi)口系不可能是絕熱系。這種觀點(diǎn)對(duì)不對(duì)，為什么割，所以開(kāi)口系不可能是絕熱系。這種觀點(diǎn)對(duì)不對(duì)，為什么答：不對(duì)?！敖^熱系”指的是過(guò)程中與外界無(wú)熱量交換的系統(tǒng)。熱量是指過(guò)程中系統(tǒng)與外界間以熱的方式交換的能量，是過(guò)程量，過(guò)程一旦結(jié)束就無(wú)所謂“熱量”。物質(zhì)并不“擁有”熱量。一個(gè)系統(tǒng)能否絕熱與其邊界是否對(duì)物質(zhì)流開(kāi)放無(wú)關(guān)

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(shí)間而變化，這是它們的共同點(diǎn)；但平衡狀態(tài)要求的是在沒(méi)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(méi)有改變，試問(wèn)安裝在該容器上的壓力表的讀數(shù)會(huì)倘使容器中氣體的壓力沒(méi)有改變，試問(wèn)安裝在該容器上的壓力表的讀數(shù)會(huì)改變嗎？

3、在絕對(duì)壓力計(jì)算公式改變嗎？在絕對(duì)壓力計(jì)算公式)()(bvbbebPPPPPPPPPP??????；中，當(dāng)?shù)卮髿鈮菏欠癖囟ㄊ黔h(huán)境大氣壓中，當(dāng)?shù)卮髿鈮菏欠癖囟ㄊ黔h(huán)境大氣壓答：答：可能會(huì)的。因?yàn)閴毫Ρ砩系淖x數(shù)為表壓力，是工質(zhì)真實(shí)壓力與環(huán)境介質(zhì)壓力之差。環(huán)境介質(zhì)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(zhì)的絕對(duì)壓力不變，表壓力和真空度仍有可能變化。“當(dāng)?shù)卮髿鈮骸辈⒎蔷褪黔h(huán)境大

4、氣壓。準(zhǔn)確地說(shuō)，計(jì)算式中的Pb應(yīng)是“當(dāng)?shù)丨h(huán)境介質(zhì)”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(jì)測(cè)溫的基本原理是什么溫度計(jì)測(cè)溫的基本原理是什么答：溫度計(jì)對(duì)溫度的測(cè)量建立在熱力學(xué)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(zhì)”，這一性質(zhì)就是“溫度”的概念。⒍經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)的缺點(diǎn)是什么經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)的缺點(diǎn)是什么為什么為什么答：答：由選定的任意一種測(cè)溫物質(zhì)的某種物理性質(zhì)，采用任意一種溫

5、度標(biāo)定規(guī)則所得到的溫標(biāo)稱為經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)。由于經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)依賴于測(cè)溫物質(zhì)的性質(zhì)，當(dāng)選用不同測(cè)溫物質(zhì)制作溫度計(jì)、采用不同的物理性質(zhì)作為溫度的標(biāo)志來(lái)測(cè)量溫度時(shí)，除選定的基準(zhǔn)點(diǎn)外，在其它溫度上，不同的溫度計(jì)對(duì)同一溫度可能會(huì)給出不同測(cè)定值（盡管差值可能是微小的），因而任何一種經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)都不能作為度量溫度的標(biāo)準(zhǔn)。這便是經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)的根本缺點(diǎn)。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(shuō)明。舉例說(shuō)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(nèi)各部分間存在著不平衡勢(shì)差，則在不平衡勢(shì)差的作用下，各個(gè)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(jìn)一盆水中，對(duì)于水和該鐵塊構(gòu)成的系統(tǒng)說(shuō)來(lái)，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(wú)需工程熱力學(xué)復(fù)習(xí)思考題解答Ⅰ3部分氣體處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)熱力學(xué)平衡狀態(tài)，情況像上述作自由膨脹時(shí)一樣，兩部分氣體將有相同的比熱力學(xué)能，按其容積比分配氣體的總熱力學(xué)能按其容積比分配

7、氣體的總熱力學(xué)能；若隔板為絕熱體絕熱體，則過(guò)程為A對(duì)B的充氣過(guò)程，由于A部分氣體需對(duì)進(jìn)入B的那一部分氣體作推進(jìn)功，充氣的結(jié)果其比熱力學(xué)能將比原來(lái)減少，B部分氣體的比熱力學(xué)能則會(huì)比原來(lái)升高，最終兩部分氣體的壓力會(huì)達(dá)到平衡，壓力會(huì)達(dá)到平衡，但A部分氣體的溫度將比B部分的低（見(jiàn)習(xí)題422）。⒉熱力學(xué)第一定律的能量方程式是否可寫(xiě)成熱力學(xué)第一定律的能量方程式是否可寫(xiě)成Pvuq???)()(121212wwuuqq?????的形式，為什么？的形式，

8、為什么？答：⑴熱力學(xué)第一定律的基本表達(dá)式是：過(guò)程熱量過(guò)程熱量=工質(zhì)的熱力學(xué)能變化工質(zhì)的熱力學(xué)能變化過(guò)程功過(guò)程功第一個(gè)公式中的Pv并非過(guò)程功的正確表達(dá)，因此該式是不成立的；⑵熱量和功過(guò)程功都是過(guò)程的函數(shù)，并非狀態(tài)的函數(shù)，對(duì)應(yīng)于狀態(tài)1和2并不存在什么q1、q2和w1、w2；對(duì)于過(guò)程12并不存在過(guò)程熱量和12qqq??過(guò)程功，因此第二個(gè)公式也是不成立的。12www??⒊.熱力學(xué)第一定律解析式有時(shí)寫(xiě)成下列兩種形式：熱力學(xué)第一定律解析式有時(shí)寫(xiě)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(gè)公式適用于不作宏觀運(yùn)動(dòng)的一切系統(tǒng)的所有過(guò)程；第二個(gè)表達(dá)式中由于將過(guò)程功表達(dá)成，僅適用于簡(jiǎn)單可壓縮物質(zhì)的可逆過(guò)程。?21dvP⒋為什么推動(dòng)功出現(xiàn)在開(kāi)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(dòng)功出現(xiàn)在開(kāi)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(dòng)現(xiàn)象，不存在上游流體推

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