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______________________________________________________________________________________________________________ 30頁思考題 1．閉口系與外界無物質(zhì)交換，系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量保持恒定，那么系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量保持恒定的熱力系一定是閉口系統(tǒng)嗎？ 不一定，穩(wěn)定流動系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量也保持恒定。 2．有人認為開口系統(tǒng)內(nèi)系統(tǒng)與外界有物質(zhì)交換，而物質(zhì)又與能量不可分割，所以開口系統(tǒng)不可能是絕熱系。對不對，為什么？ 不對，絕熱系的絕熱是指熱能單獨通過系統(tǒng)邊界進行傳遞（傳熱量），隨物質(zhì)進出的熱能（準確地說是熱力學能）不在其中。 4．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？絕對壓力計算公式 p2=pg2+p1 pb pg2 pg1 p1=pg1+pb 4題圖 p=pb+pg (p> pb), p= pb -pv (p< pb) 中，當?shù)卮髿鈮菏欠癖囟ㄊ黔h(huán)境大氣壓？ 當?shù)卮髿鈮簆b改變，壓力表讀數(shù)就會改變。當?shù)卮髿鈮簆b不一定是環(huán)境大氣壓。 6．經(jīng)驗溫標的缺點是什么？為什么？ 不同測溫物質(zhì)的測溫結(jié)果有較大的誤差，因為測溫結(jié)果依賴于測溫物質(zhì)的性質(zhì)。 7．促使系統(tǒng)狀態(tài)變化的原因是什么？舉例說明。 有勢差（溫度差、壓力差、濃度差、電位差等等）存在。 9題圖 a b 冷水 冷水 熱水 傳熱 傳熱 熱水 電流 9．家用電熱水器是利用電加熱水的家用設(shè)備，通常其表面散熱可忽略。取正在使用的家用電熱水器為控制體（但不包括電加熱器），這是什么系統(tǒng)？把電加熱器包括在研究對象內(nèi)，這是什么系統(tǒng)？什么情況下能構(gòu)成孤立系統(tǒng)？ 不包括電加熱器為開口（不絕熱）系統(tǒng)（a圖）。包括電加熱器則為開口絕熱系統(tǒng)（b圖）。 將能量傳遞和質(zhì)量傳遞（冷水源、熱水匯、熱源、電源等）全部包括在內(nèi)，構(gòu)成孤立系統(tǒng)?；蛘哒f，孤立系統(tǒng)把所有發(fā)生相互作用的部分均包括在內(nèi)。p v 1 a b 2 12．圖1-22中容器為剛性絕熱容器，分成兩部分，一部分裝氣體，一部分抽成真空，中間是隔板， （1）突然抽去隔板，氣體（系統(tǒng)）是否作功？ （2）設(shè)真空部分裝有許多隔板，逐個抽去隔板，每抽一塊板讓氣體先恢復(fù)平衡在抽下一塊，則又如何？ （3）上述兩種情況從初態(tài)變化到終態(tài)，其過程是否都可在p-v圖上表示？ 56頁思考題 隔板 A B 圖2-12 自由膨脹 4．一剛性容器，中間用絕熱隔板分為兩部分，A中存有高壓空氣，B中保持真空，如圖2-12所示。若將隔板抽去，分析容器中空氣的熱力學能將如何變化？若在隔板上有一小孔，氣體泄漏入B中，分析A、B兩部分壓力相同時A、B兩部分氣體熱力學能如何變化？ q=Du＋w q=0，Du為負值（u減少），轉(zhuǎn)化為氣體的動能，動能在B中經(jīng)內(nèi)部摩擦耗散為熱能被氣體重新吸收，熱力學能增加，最終Du =0。 5． 熱力學第一定律的能量方程式是否可寫成下列形式？為什么？ q=Du+pv q2-q1=(u2-u1)+(w2-w1) 不可以。w不可能等于pv，w是過程量，pv則是狀態(tài)參數(shù)。q和w都是過程量，所以不會有q2-q1和w2-w1。 8．焓是工質(zhì)流入（或流出）開口系時傳遞入（或傳遞出）系統(tǒng)的總能量，那么閉口系工質(zhì)有沒有焓值？ 比較正規(guī)的答案是，作為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)，閉口系工質(zhì)也有焓值，但是由于工質(zhì)不流動，所以其焓值沒有什么意義。 焓=熱力學能+占位能 9．氣體流入真空容器，是否需要推動功？ 推動功的定義為，工質(zhì)在流動時，推動它下游工質(zhì)時所作的功。下游無工質(zhì)，故不需要推動功。利用開口系統(tǒng)的一般能量方程式推導的最終結(jié)果也是如此。 11．為什么穩(wěn)定流動開口系內(nèi)不同部分工質(zhì)的比熱力學能、比焓、比熵等都會改變，而整個系統(tǒng)的DUCV=0、DHCV=0、DSCV=0? 控制體的DUCV=0、DHCV=0、DSCV=0是指過程進行時間前后的變化值，穩(wěn)定流動系統(tǒng)在不同時間內(nèi)各點的狀態(tài)參數(shù)都不發(fā)生變化，所以DUCV=0、DHCV=0、DSCV=0。穩(wěn)定流動開口系內(nèi)不同部分工質(zhì)的比熱力學能、比焓、比熵等的改變僅僅是依坐標的改變。 13. 幾股流體匯合成一股流體稱為合流，如圖2-13所示。工程上幾臺壓氣機同時向主氣道送氣以及混合式換熱器等都有合流的問題。通常合流過程都是絕熱的。取1-1、2-2和3-3截面之間的空間為控制體積，qm1 1 p1, T1 3 1 qm3 p3, T3 2 3 qm2 p2, T2 2 圖2-13 合流 列出能量方程式并導出出口截面上焓值h3的計算式。 進入系統(tǒng)的能量–離開系統(tǒng)的能量=系統(tǒng)貯存能量的變化 系統(tǒng)貯存能量的變化：不變。 進入系統(tǒng)的能量：qm1帶入的和qm2帶入的。沒有熱量輸入。 qm1（h1+cf12/2+gz1）+ qm2（h2+cf22/2+gz2） 離開系統(tǒng)的能量：qm3帶出的，沒有機械能（軸功）輸出。 qm3（h3+cf32/2+gz3） qm3 3 p3, T3 1 3 qm1 p1, T1 2 1 qm2 p2, T2 2 圖2-14 分流 如果合流前后流速變化不太大，且勢能變化一般可以忽略，則能量方程為： qm1×h1+ qm2×h2= qm3×h3 出口截面上焓值h3的計算式 h3= （qm1×h1+ qm2×h2）/ qm3 本題中，如果流體反向流動就是分流問題，分流與合流問題的能量方程式是一樣的，一般習慣前后反過來寫。 qm1×h1 = qm2×h2+ qm3×h3 93頁思考題 。 3．摩爾氣體常數(shù)R值是否隨氣體的種類而不同或狀態(tài)不同而異？ 摩爾氣體常數(shù)R是基本物理常數(shù)，它與氣體的種類、狀態(tài)等均無關(guān)。 4．如果某種工質(zhì)的狀態(tài)方程式為pv=RgT，這種工質(zhì)的比熱容、熱力學能、焓都僅僅是溫度的函數(shù)嗎？ 是的。 7．氣體有兩個獨立的參數(shù)，u（或h）可以表示為p和v的函數(shù)，即u=f(p, v)。但又曾得出結(jié)論，理想氣體的熱力學能（或焓）只取決于溫度，這兩點是否矛盾？為什么？ 不矛盾。pv=RgT。熱力學能（或焓）與溫度已經(jīng)相當于一個狀態(tài)參數(shù)，他們都可以表示為獨立參數(shù)p和v的函數(shù)。 9．氣體熱力性質(zhì)表中的u、h及s0的基準是什么狀態(tài)？ 標準狀態(tài) 10．在圖3-15所示的T–s圖上任意可逆過程1–2的熱量如何表示？理想氣體1和2狀態(tài)間熱力學能變化量、焓變化量能否在圖上用面積表示？若1–2經(jīng)過的是不可逆過程又如何？ T 0 s 1 2 p=0 p v 1 2 U 曲線1-2下的曲邊梯形面積就是任意可逆過程1–2的熱量。dQ=TdS沿過程的積分。Q=DU+W，所以DU=Q–W。不可逆過程傳熱量不能用曲邊梯形面積表達，但是熱力學能和焓還可以用原方式表達，因為熱力學能和焓都是狀態(tài)參數(shù)，其變化與過程路徑無關(guān)。 12．熵的數(shù)學定義式為ds=dq/T，又dq=cdT，故ds=(cdT)/T。因理想氣體的比熱容是溫度的單值函數(shù)，所以理想氣體的熵也是溫度的單值函數(shù)，這一結(jié)論是否正確？若不正確，錯在何處？ 不正確。錯在c不是狀態(tài)參數(shù)，與過程有關(guān)。是溫度單值函數(shù)的是定過程比熱。 13．試判斷下列各說法是否正確： （1）氣體吸熱后熵一定增大；（2）氣體吸熱后溫度一定升高；（3）氣體吸熱后熱力學能一定增加；（4）氣體膨脹時一定對外作功；（5）氣體壓縮時一定耗功。 （1）正確；（2）不正確；（3）不正確；（4）正確；（5）正確。 15．水的三相點的狀態(tài)參數(shù)是不是唯一確定的？三相點與臨界點有什么差異？ 水的三相點的狀態(tài)參數(shù)是唯一確定的，這一點由吉布斯相律確認：對于多元（如k個組元）多相（如f個相）無化學反應(yīng)的熱力系，其獨立參數(shù)，即自由度n = k–f + 2。三相點：k =1，f = 3，故n = 0。 三相點是三相共存點，在該點發(fā)生的相變都具有相變潛熱。臨界點兩相歸一，差別消失，相變是連續(xù)相變，沒有相變潛熱。三相點各相保持各自的物性參數(shù)沒有巨大的變化，臨界點的物性參數(shù)會產(chǎn)生巨大的峰值變化。三相點和臨界點是蒸汽壓曲線的兩個端點。三相點容易實現(xiàn)，臨界點不容易實現(xiàn)。 17．水在定壓汽化過程中，溫度保持不變，因此，根據(jù)q=Du+w，有人認為過程中的熱量等于膨脹功，即q=w，對不對？為什么？ 不對。Du=cvDT是對單相理想氣體而言的。水既不是理想氣體，汽化又不是單相變化，所以q=w的結(jié)論是錯的。 133頁思考題 2．對于理想氣體的任何一種過程，下列兩組公式是否都適用？ Du=cv(t2–t1)，Dh=cp(t2–t1)；q=Du=cv(t2–t1)，q=Dh=cp(t2–t1) 第一組都適用，第二組不適用。第二組第一式只適用于定容過程，第二式只適用于定壓過程。 4．過程熱量q和過程功w都是過程量，都和過程的途徑有關(guān)。由理想氣體可逆定溫過程熱量公式q=可知，只要狀態(tài)參數(shù)p1、v1和v2確定了，q的數(shù)值也確定了，是否可逆定溫過程的熱量q與途徑無關(guān)？ “可逆定溫過程”已經(jīng)把途徑規(guī)定好了，此時談與途徑的關(guān)系沒有意義。再強調(diào)一遍，過程熱量q和過程功w都是過程量，都和過程的途徑有關(guān)。 7．試判斷下列各種說法是否正確？ (1) 定容過程即無膨脹（或壓縮）功的過程； (2) 絕熱過程即定熵過程； 7題圖 (3) 多變過程即任意過程。 答：(1) 定容過程即無膨脹（或壓縮）功的過程； ——正確。 (2) 絕熱過程即定熵過程； ——錯誤，可逆絕熱過程是定熵過程，不可逆絕熱過程不是定熵過程。 (3) 多變過程即任意過程。 ——錯誤，右圖中的過程就不是多變過程。 p b Tb Tc a c O v 圖4-18題解 p b a c O v 圖4-18 9．如圖4-18所示，今有兩個任意過程a–b及a–c，b點及c點在同一條絕熱線上，(1) 試問Duab與Duac哪個大？(2) 若b點及c點在同一條定溫線上，結(jié)果又如何？ 依題意，Tb>Tc，所以Duab>Duac。若b點及c點在同一條定溫線上，則Duab=Duac。 11．下列三式的使用條件是什么？ p2v2k=p1v1k，T1v1k-1=T2v2k-1，T1=T2 使用條件是：理想氣體，可逆絕熱過程。 12．T–s圖上如何表示絕熱過程的技術(shù)功wt和膨脹功w？ p=0 v=0 4-14 試以可逆絕熱過程為例，說明水蒸氣的熱力過程與理想氣體的熱力過程的分析計算有什么異同？ 相同點：都是首先確定起始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)，然后在計算過程的作功量等數(shù)據(jù)。計算過程中，始終要符合熱力學第一定律。 不同點：理想氣體的計算是依靠理想氣體狀態(tài)方程以及功和熱量的積分計算式進行計算，而水蒸氣是依靠查圖查表進行計算。 193頁思考題 5-1熱力學第二定律能否表達為：“機械能可以全部變?yōu)闊崮?，而熱能不可能全部變?yōu)闄C械能?！边@種說法有什么不妥當？ 答：熱能不是不可能全部變成機械能，如定溫過程就可以。但想要連續(xù)地將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能則是不可能的。 5-2理想氣體進行定溫膨脹時，可從單一恒溫熱源吸入的熱量，將之全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣ν廨敵觯欠衽c熱力學第二定律的開爾文敘述有矛盾？提示：考慮氣體本身是否有變化。 答：理想氣體進行定溫膨脹時，壓力不斷降低，體積越來越大。當壓力低到外界壓力時，就不能再繼續(xù)降低了，過程也就停止了。熱力學第二定律的開爾文敘述的內(nèi)容是：不可能制造出從單一熱源吸熱，使之全部轉(zhuǎn)化為功而不留下其他任何變化的熱力發(fā)動機（第二類永動機是不可能制造成功的。） 一方面壓力降低，體積增大就是變化；另一方面，熱力發(fā)動機要求連續(xù)工作，而定溫過程做不到。所以，這個過程與熱力學第二定律無矛盾。 5-3自發(fā)過程是不可逆過程，非自發(fā)過程必為可逆過程，這一說法是否正確？ 答：錯?！胺亲园l(fā)過程必為可逆過程?！钡恼f法完全錯誤，非自發(fā)過程需付出代價（更強的自發(fā)過程）才能實現(xiàn)，可逆過程則是一種實際上不存在的理想過程，兩者之間沒有什么關(guān)系。 5-4請給“不可逆過程”一個恰當?shù)亩x。請歸納熱力過程中有哪幾種不可逆因素？ 答：各種不可逆因素總可以表示為將機械能耗散為熱能，例如溫差傳熱，卡諾說：凡是有溫度差的地方都可以產(chǎn)生動力。因此，溫差傳熱使得本可以作出的功沒有作出，這就相當于將機械能耗散為熱能。凡是最終效果都可以歸結(jié)為使機械能耗散為熱能的過程都是不可逆過程。熱力過程中的不可逆因素有功熱轉(zhuǎn)換、有限溫差傳熱、自由膨脹、混合過程、電阻等等。 5-5 試證明熱力學第二定律的各種說法的等效性：若克勞修斯說法不成立，則開爾文說法也不成立。 答：熱力學第二定律的各種說法都是等效的，可以證明它們之間的等效性。 Q1 T1 T2 T2 T1 Q2 Q2 Q1 Q Q2 W W0 R E E 圖4-1 圖4-2 如圖4–1所示，某循環(huán)發(fā)動機E自高溫熱源T1吸熱Q1，將其中一部分轉(zhuǎn)化為機械能W0，其余部分Q2=Q1–W0排向低溫熱源T2，如果可以違反克勞修斯說法，即熱量Q2可以不花代價地自低溫熱源傳到高溫熱源，如圖中虛線所示那樣，則總的結(jié)果為高溫熱源失去熱能(Q1–Q2)，循環(huán)發(fā)動機產(chǎn)生了相應(yīng)的機械能W0，而低溫熱源并無變化，相當于一臺從單一熱源吸熱而作功的循環(huán)發(fā)動機。所以，違反克勞修斯說法必然違反開爾文說法，類似地，違反開爾文說法也必然違反克勞修斯說法，兩種說法完全等價（圖4-2）。 5-6下列說法是否有錯誤：（1）循環(huán)凈功Wnet愈大則循環(huán)熱效率愈高；（2）不可逆循環(huán)熱效率一定小于可逆循環(huán)熱效率；（3）可逆循環(huán)熱效率都相等，。 （1） 錯。 （2） 錯。應(yīng)當是在同樣的高溫熱源和低溫熱源之間。否則沒有比較基礎(chǔ)。 （3） 錯。應(yīng)當是在同樣的高溫熱源和低溫熱源之間。否則沒有比較基礎(chǔ)。 5-7循環(huán)熱效率公式：和是否完全相同？各適用于哪些場合？ 答：不同。前者適用于一般的循環(huán)（可逆和不可逆循環(huán)），后者僅適用于在兩個恒溫熱源之間工作的可逆循環(huán)。 （第三版5-8題）不違反。它是依賴于壓力差作功的。 5-8下述說法是否正確：（1）熵增大的過程必定為吸熱過程；（2）熵減小的過程必為放熱過程；（3）定熵過程必為可逆絕熱過程；（4）熵增大的過程必為不可逆過程；（5）使系統(tǒng)熵增大的過程必為不可逆過程；（6）熵產(chǎn)Sg>0的過程必為不可逆過程。 答： （1） 錯。不可逆絕熱過程熵也會增大。 （2） 錯，不準確。不可逆放熱過程，當放熱引起的熵減大于不可逆引起的熵增時（亦即當放熱量大于不可逆耗散所產(chǎn)生的熱量時），它也可以表現(xiàn)為熵略微減少，但沒有可逆放熱過程熵減少那么多。 （3） 錯。不可逆放熱過程，當放熱引起的熵減等于不可逆引起的熵增時（亦即當放熱量等于不可逆耗散所產(chǎn)生的熱量時），它也可以表現(xiàn)為熵沒有發(fā)生變化。 （4）錯?？赡嫖鼰徇^程熵增大。 （5）錯。理由如上?？梢哉f：“使孤立系統(tǒng)熵增大的過程必為不可逆過程?！? （6）對。 5-9下述說法是否有錯誤：（1）不可逆過程的熵變DS無法計算；（2）如果從同一初始態(tài)到同一終態(tài)有兩條途徑，一為可逆，另一為不可逆，則DS不可逆>DS可逆，DSf，不可逆>DSf，可逆，DSg，不可逆>DSg，可逆；（3）不可逆絕熱膨脹終態(tài)熵大于初態(tài)熵S2>S1，不可逆絕熱壓縮終態(tài)熵小于初態(tài)熵S2Sg，可逆。因為熵是狀態(tài)參數(shù)，同一初始狀態(tài)和同一終了狀態(tài)之間的熵差保持同一數(shù)值，與路徑無關(guān)。 （3）錯。不可逆絕熱壓縮過程的終態(tài)熵也大于初態(tài)熵，S2>S1。 （4）錯。，因為熵是狀態(tài)參數(shù)。 p b a c 0 v 圖5–34 5-10從點a開始有兩個可逆過程：定容過程a–b和定壓過程a–c，b、c兩點在同一條絕熱線上（見圖5–34），問qa–b和qa–c哪個大？并在T–s圖上表示過程a–b和a–c及qa–b和qa–c。 答：可逆定容過程a-b和可逆定壓過程a-c的逆過程c-a以及可逆絕熱線即定熵線上過程b-c構(gòu)成一可逆循環(huán)，它們圍成的面積代表了對外作功量，過程a-b吸熱，過程c-a放熱，根據(jù)熱力學第一定律，必然有?qa-b?>?qc-a?，才能對外輸出凈功。也就是，qa-b>qa-c。 sb sa c T s b a 10題圖 圖中，qa-b為absbsaa圍成的面積，qa-c為acsbsaa圍成的面積。 5-12孤立系統(tǒng)中進行了（1）可逆過程；（2）不可逆過程，問孤立系統(tǒng)的總能、總熵、總火用各如何變化？ 答：（1）孤立系統(tǒng)中進行了可逆過程后，總能、總熵、總火用都不變。 （2）孤立系統(tǒng)中進行了不可逆過程后，總能不變，總熵、總火用都發(fā)生變化。 5-14 下列命題是否正確？若正確，說明理由；若錯誤，請改正。 （1）成熟的蘋果從樹枝上掉下，通過與大氣、地面的摩擦、碰撞，蘋果的勢能轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)境介質(zhì)的熱力學能， 勢能全部是火用，全部轉(zhuǎn)變?yōu)榛馃o。 （2）在水壺中燒水，必有熱量散發(fā)到環(huán)境大氣中，這就是火無，而使水升溫的那部分稱之為火用。 （3）一杯熱水含有一定的熱量火用，冷卻到環(huán)境溫度，這時的熱量就已沒有火用值。 （4）系統(tǒng)的火用只能減少不能增加。 （5）任一使系統(tǒng)火用增加的過程必然同時發(fā)生一個或多個使火用減少的過程。 235頁思考題 1. 實際氣體性質(zhì)與理想氣體性質(zhì)差異產(chǎn)生的原因是什么？在什么條件下才可以把實際氣體作理想氣體處理？ 答：差異產(chǎn)生的原因就是理想氣體忽略了分子體積與分子間作用力。當p→0時，實際氣體成為理想氣體。實際情況是當實際氣體距離其液態(tài)較遠時，分子體積與分子間作用力的影響很小，可以把實際氣體當作理想氣體處理。 2. 范德瓦爾方程的精度不高，但是在實際氣體狀態(tài)方程的研究中范德瓦爾方程的地位卻很高，為什么？ 答：范德瓦爾方程是第一個實際氣體狀態(tài)方程，在各種實際氣體狀態(tài)方程中它的形式最簡單；它較好地定性地描述了實際氣體的基本特征；其它半理論半經(jīng)驗的狀態(tài)方程都是沿范德瓦爾方程前進的。 答：實驗數(shù)據(jù)來自于實際，而范德瓦爾臨界壓縮因子與實際的壓縮因子誤差較大，所以由試驗數(shù)據(jù)擬合得到的接近于實際。 3. 什么叫對應(yīng)態(tài)定律？為什么要引入對應(yīng)態(tài)定律？什么是對比參數(shù)？ 答：在相同的對比態(tài)壓力和對比態(tài)溫度下，不同氣體的對比態(tài)比體積必定相同。引入對應(yīng)態(tài)原理，可以使我們在缺乏詳細資料的情況下，能借助某一資料充分的參考流體的熱力性質(zhì)來估算其它流體的性質(zhì)。某氣體狀態(tài)參數(shù)與其臨界參數(shù)的比值稱為熱力對比參數(shù)。（對比參數(shù)是一種無量綱參數(shù)） 4. 自由能和自由焓的物理意義是什么？兩者的變化量在什么條件下會相等？ 答：H=G + TS，U=F + TS。 dg =dh–d(Ts) =dh–Tds–sdT，簡單可壓縮系統(tǒng)在可逆等溫等壓條件下，處于平衡狀態(tài)：dg =–Tds，ds=0Tdg=0。若此時系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生不可逆變化（外部條件不變），則ds>0，Tdg<0。例如系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生化學反應(yīng)，化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)熱能（都是熱力學能），必要條件是dg<0，否則過程不能發(fā)生。 類似地，簡單可壓縮系統(tǒng)在等溫等容條件下，內(nèi)部發(fā)生變化的必要條件是：df<0。 引申：系統(tǒng)的g、f沒有時，dg=0，df=0。內(nèi)部變化不再進行。進而可以認為g、f是系統(tǒng)內(nèi)部變化的能力和標志，所以分別稱為自由焓、自由能，相應(yīng)地，TS可稱為束縛能。 與火用相比，吉布斯自由能和亥姆霍茲自由能不需要與環(huán)境狀態(tài)聯(lián)系，且是工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)?！憷碚摕崃W的人（物理學家們）根本不拿火用當回事。 兩者的變化量在什么條件下會相等？有什么意義呢？dg–df=d(h–Ts)–d(u–Ts)=dh–du=0，對于理想氣體可逆等溫過程，兩者的變化量相等。或者：dh–du= d(pv)=0 5. 什么是特性函數(shù)？試說明u=u(s, p)是否是特性函數(shù)。 答：某些狀態(tài)參數(shù)表示成特定的兩個獨立參數(shù)的函數(shù)時，只需一個狀態(tài)參數(shù)就可以確定系統(tǒng)的其它參數(shù)，這樣的函數(shù)就稱為特性函數(shù)。熱力學能函數(shù)僅在表示成熵及比體積的函數(shù)時才是特性函數(shù)，換成其它獨立參數(shù)，如u=u(s, p)，則不能由它全部確定其它平衡性質(zhì)，也就不是特性函數(shù)了。 。 6. 試導出以T、p及p、v為獨立變量的du方程及以T、v及p、v為獨立變量的dh方程。 7. 本章導出的關(guān)于熱力學能、焓、熵的一般關(guān)系式是否可用于不可逆過程？ 答：由于熱力學能、焓、熵都是狀態(tài)參數(shù)，其變化與過程無關(guān)，所以其結(jié)果也可以用于不可逆過程。 263頁思考題 2．如何用連續(xù)性方程解釋日常生活的經(jīng)驗：水的流通截面積增大，流速就降低？ 答： 在日常生活中，水可視為不可壓縮流體，其比體積不會發(fā)生變化，因而由上式有 Acf=常數(shù)，即截面積變化與速度變化成反比。 6．考慮摩擦損耗時，為什么修正出口截面上速度后還要修正溫度？ 答：如上。 8．如圖7–17所示，（a）為漸縮噴管，（b）為縮放噴管。設(shè)兩噴管工作背壓均為0.1MPa，進口截面壓力均為1MPa，進口流速cf1可忽略不計。若（1）兩噴管最小截面積相等，問兩噴管的流量、出口截面流速和壓力是否相同？（2）假如沿截面2'–2'切去一段，將產(chǎn)生哪些后果？出口截面上的壓力、流速和流量將起什么變化？ 1 2' 2 1 2' 2 p1=1MPa pb=0.1MPa p1=1MPa pb=0.1MPa 1 2' 2 1 2' 2 (a) (b) 圖7–17 思考題7–8附圖 答：（1）兩噴管最小截面積相等，則兩噴管的流量相等，出口截面流速和壓力不相等。漸縮噴管出口截面流速為當?shù)匾羲伲隹诮孛鎵毫Φ扔谂R界壓力（0.528Mpa），縮放噴管出口截面壓力等于背壓（充分膨脹情況下），出口截面流速為超聲速（）。 （2）漸縮噴管，沿截面2'–2'切去一段后，臨界狀態(tài)前移到2'–2'截面，出口速度為當?shù)匾羲伲隹诮孛鎵毫Φ扔谂R界壓力（0.528Mpa），由于出口面積變大，噴管流量增大。 縮放噴管，沿截面2'–2'切去一段后，噴管形狀不足以保持完全膨脹，出口壓力高于背壓，出口流速比切去一段以前小（仍為超聲速），噴管流量不變。（噴管內(nèi)剩余部分流動沒有變化）。 10．既然絕熱節(jié)流前后焓值不變，為什么作功能力有損失？ 答：絕熱節(jié)流后氣體的壓力降低，可逆絕熱膨脹過程焓降所能作出的功沒有作出，導致節(jié)流后焓仍然等于節(jié)流前。該作出的功沒有作出，就產(chǎn)生了作功能力損失。 281頁思考題 3．如果由于應(yīng)用氣缸冷卻水套以及其他冷卻方法，氣體在壓氣機氣缸中已經(jīng)能夠按定溫過程進行壓縮，這時是否還需要采用分級壓縮？為什么？ 答：還需要分級壓縮。是為了減小余隙容積的影響。但不需要中間冷卻。 4．壓氣機按定溫壓縮時，氣體對外放出熱量，而按絕熱壓縮時，不向外放熱，為什么定溫壓縮反較絕熱壓縮更為經(jīng)濟？ 答：壓氣機耗功中有意義的部分是技術(shù)功，不考慮宏觀動能和勢能的變化，就是軸上輸入的功（由設(shè)備直接加諸氣體的機械功），而同樣進出口壓力定溫過程消耗的技術(shù)功比絕熱過程少，絕熱過程消耗的技術(shù)功有一部分用于提高氣體溫度。 7．葉輪式壓氣機不可逆絕熱壓縮比可逆絕熱壓縮多消耗功可用圖8–11上面積m2s2'nm表示，這是否即是此不可逆過程作功能力損失？為什么？ T p2 2 p1 1 O s 圖8–13 思考題8–8附圖 8．如圖8–13所示的壓縮過程1–2若是可逆的，則這一過程是什么過程？它與不可逆絕熱壓縮過程1–2的區(qū)別何在？兩者之中哪一過程消耗的功大？大多少？  THANKS !!! 致力為企業(yè)和個人提供合同協(xié)議，策劃案計劃書，學習課件等等 打造全網(wǎng)一站式需求 歡迎您的下載，資料僅供參考 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