工程熱力學思考題及答案

1、工程熱力學思考題及答案第一章基本概念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？答：不一定。穩(wěn)定流動開口系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量也可以保持恒定。2.有人認為，開口系統(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，所以開口系統(tǒng)不可能是絕熱系。對不對，為什么？答：這種說法是不對的。工質(zhì)在越過邊界時，其熱力學能也越過了邊界。但熱力學能不是熱量，只要系統(tǒng)和外界沒有熱量的交換就是絕熱系。3.平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀

2、態(tài)有何區(qū)別和聯(lián)系，平衡狀態(tài)與均勻狀態(tài)有何區(qū)別和聯(lián)系？答：只有在沒有外界影響的條件下，工質(zhì)的狀態(tài)不隨時間變化，這種狀態(tài)稱之為平衡狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)只要其工質(zhì)的狀態(tài)不隨時間變化，就稱之為穩(wěn)定狀態(tài)，不考慮是否在外界的影響下，這是它們的本質(zhì)區(qū)別。平衡狀態(tài)并非穩(wěn)定狀態(tài)之必要條件。物系內(nèi)部各處的性質(zhì)均勻一致的狀態(tài)為均勻狀態(tài)。平衡狀態(tài)不一定為均勻狀態(tài)，均勻并非系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)之必要條件。4.假如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

3、改變嗎？絕對壓力計算公式p=pbpe(ppb)，pv=pb?p(pbp)中，當?shù)卮髿鈮菏欠癖囟ㄊ黔h(huán)境大氣壓？答：壓力表的讀數(shù)可能會改變，根據(jù)壓力儀表所處的環(huán)境壓力的改變而改變。當?shù)卮髿鈮翰灰欢ㄊ黔h(huán)境大氣壓。環(huán)境大氣壓是指壓力儀表所處的環(huán)境的壓力。5.溫度計測溫的基本原理是什么？答：溫度計隨物體的冷熱程度不同有顯著的變化。6.經(jīng)驗溫標的缺點是什么？為什么？答：任何一種經(jīng)驗溫標不能作為度量溫度的標準。由于經(jīng)驗溫標依賴于測溫物質(zhì)的性質(zhì)，當選用

4、不同測溫物質(zhì)的溫度計、采用不同的物理量作為溫度的標志來測量溫度時，除選定為基準點的溫度，其他溫度的測定值可能有微小的差異。7.促使系統(tǒng)狀態(tài)變化的原因是什么？答：系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的傳熱和位移或系統(tǒng)與外界之間的熱量的交換與功的交換都是促使系統(tǒng)狀態(tài)變化。8.(1)將容器分成兩部分，一部分裝氣體，一部分抽成真空，中間是隔板。若突然抽去隔板，氣體（系統(tǒng)）是否做功？(2)設真空部分裝有許多隔板，每抽去一塊隔板讓氣體先恢復平衡再抽去一塊，問氣體（系

5、統(tǒng)）是否做功？(3)上2.熱力學第一定律能量方程式是否可以寫成下列兩種形式：????121212wwuuqq?????、q=Δupv的形式，為什么？答:熱力學第一定律能量方程式不可以寫成題中所述的形式。對于pvuq???只有在特殊情況下，功w可以寫成pv。熱力學第一定律是一個針對任何情況的定律，不具有w=pv這樣一個必需條件。對于公式????121212wwuuqq?????，功和熱量不是狀態(tài)參數(shù)所以不能寫成該式的形式。3.熱力學第一定

6、律解析式有時寫成下列兩種形式：q=Δuw????21pdVuq分別討論上述兩式的適用范圍.答：wuq???適用于任何過程，任何工質(zhì)????21pdVuq可逆過程，任何工質(zhì)4.為什么流動功出現(xiàn)在開口系能量方程式中，而不出現(xiàn)在閉口系能量方程式中？答：流動功是由流進（出）系統(tǒng)的工質(zhì)傳遞而由工質(zhì)后面的物質(zhì)系統(tǒng)作出的。對于閉口系統(tǒng)，不存在工質(zhì)的流進（出）所以不存在這樣進行傳遞的功。5.穩(wěn)定流動能量方程式是否可應用于活塞式壓氣機這種機械的穩(wěn)定工況運

7、行的能量分析？為什么？答：可以。穩(wěn)定流動能量方程式可應用于任何穩(wěn)定流動過程，對于連續(xù)工作的周期性動作的能量轉(zhuǎn)換裝置，只要在平均單位時間所作的軸功、吸熱量以及工質(zhì)的平均流量為常量，雖然它內(nèi)部工質(zhì)的狀態(tài)及流動情況是變化的，但這種周期性的變化規(guī)律不隨時間而變，所以仍然可以利用穩(wěn)定流動能量方程式分析其能量轉(zhuǎn)換關系。第三章熱力學第二定律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。”這種說法有什么不妥當答：不能