工程熱力學(xué)課后思考題答案第四版沈維道童鈞耕

1、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(rèn)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(dú)通過系統(tǒng)邊界進(jìn)行傳遞（傳熱量），隨物質(zhì)進(jìn)出的熱能（準(zhǔn)確地說是熱力學(xué)能）不在其中。3平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)有何區(qū)別和聯(lián)系？平衡狀態(tài)一定是穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定狀態(tài)則不一定是平衡狀態(tài)。

2、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p=pbpg(ppb)p=pbpv(ppb)中，當(dāng)?shù)卮髿鈮菏欠癖囟ㄊ黔h(huán)境大氣壓？當(dāng)?shù)卮髿鈮簆b改變，壓力表讀數(shù)就會改變。當(dāng)?shù)卮髿鈮簆b不一定是環(huán)境大氣壓。5溫度計測溫的基本原理是什么？熱力學(xué)第零定律Thezerothlawofthermodynamicsenablesustomeasuretemperature.Indertomeasuretemp

3、eratureofbodyAwecomparebodyC—athermometer—withbodyAtemperaturescales(溫度的標(biāo)尺，簡稱溫標(biāo))separately.Whentheyareinthermalequilibriumtheyhavethesametemperature.ThenwecanknowthetemperatureofbodyAwithtemperaturescalemarkedonthermomet

4、er.6經(jīng)驗溫標(biāo)的缺點(diǎn)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。8分別以圖120所示的參加公路自行車賽的運(yùn)動員、運(yùn)動手槍中的壓縮空氣、杯子里的熱水和正在運(yùn)行的電視機(jī)為研究對象，說明這些是什么系統(tǒng)。參加公路自行車賽的運(yùn)動員是開口系統(tǒng)、運(yùn)動手槍中的壓縮空氣是閉口絕熱系統(tǒng)、杯子里的熱水是開口系統(tǒng)（閉口系統(tǒng)——

5、忽略蒸發(fā)時）、正在運(yùn)行的電視機(jī)是閉口系統(tǒng)。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p2=pg2p1pbpg2pg1p1=pg1pb4題圖9題圖ab冷水冷水熱水傳熱傳熱熱水電流無論參考坐標(biāo)建立在何處，工質(zhì)的總能中始終包括外部儲存能，只不過參考坐標(biāo)建立合適，工質(zhì)的宏觀動能、宏觀勢能的值等于零，便于計算

6、。氫氧燃料電池中化學(xué)能變化是主要的能量變化，因而不可忽略。3能否由基本能量方程式得出功、熱量和熱力學(xué)能是相同性質(zhì)的參數(shù)的結(jié)論？q=?u＋w不能。基本能量方程式僅僅說明且充分說明功、熱量和熱力學(xué)能都是能量，都是能量存在的一種形式，在能量的數(shù)量上它們是有等價關(guān)系的。而不涉及功、熱量和熱力學(xué)能的其他屬性，也表明功、熱量和熱力學(xué)能的其他屬性與能量本質(zhì)無關(guān)。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212所示。若

7、將隔板抽去，分析容器中空氣的熱力學(xué)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(xué)能如何變化？q=?u＋wq=0，?u為負(fù)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(xué)能增加，最終?u=0。5熱力學(xué)第一定律的能量方程式是否可寫成下列形式？為什么？q=?upvq2q1=(u2u1)(w2w1)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

8、w都是過程量，所以不會有q2q1和w2w1。6熱力學(xué)第一定律解析式有時寫成下列兩者形式：q=?u＋wq=?u＋pdv12?分別討論上述兩式的適用范圍。前者適用于任意系統(tǒng)、任意工質(zhì)和任意過程。后者適用于任意系統(tǒng)、任意工質(zhì)和可逆過程。7為什么推動功出現(xiàn)在開口系能量方程中，而不出現(xiàn)在閉口系能量方程式中？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。開口系工質(zhì)流動，而閉口系工質(zhì)不流動，所以推動功出現(xiàn)在開口系能量方程中，而不出現(xiàn)在閉口系

9、能量方程式中。我個人認(rèn)為推動功應(yīng)該定義為由于工質(zhì)在一定狀態(tài)下占有一定空間所具有的能量，它是工質(zhì)本身所固有的性質(zhì)，是一個狀態(tài)參數(shù)。推動功既可以出現(xiàn)在開口系能量方程中，也可以出現(xiàn)在閉口系能量方程式中（需要把w拆開，w＝wt＋?(pv)）。——占位能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，所以其焓值隔板AB圖212自