工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)習(xí)題集-復(fù)習(xí)

1、1第一章 基本概念五、簡述題 1、平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)有何區(qū)別？熱力學(xué)中為什幺要引入平衡態(tài)的概念？答：平衡狀態(tài)是在不受外界影響的條件下，系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間而變化的狀態(tài)。而穩(wěn)定狀態(tài)則是不論有無外界影響，系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間而變化的狀態(tài)?？梢娖胶獗胤€(wěn)定，而穩(wěn)定未必平衡。熱力學(xué)中引入平衡態(tài)的概念，是為了能對系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)用狀態(tài)參數(shù)來進(jìn)行描述。2、表壓力或真空度能否作為狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行熱力計(jì)算？若工質(zhì)的壓力不變，問測量其壓力的壓力表或真空計(jì)的

2、讀數(shù)是否可能變化？答：答：表壓力和真空度不能作為狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行熱力計(jì)算，因?yàn)檫@兩者都是相對壓力，不是絕對壓力，只有絕對壓力才是任何時(shí)候都不會變化的，壓力表和真空計(jì)的讀數(shù)當(dāng)測量的環(huán)境不同時(shí)，會發(fā)生變化。因?yàn)閴毫Ρ砗驼婵沼?jì)的讀數(shù)取決于容器中的氣體壓力和壓力表真空計(jì)所處的環(huán)境的壓力兩個(gè)因素，當(dāng)工質(zhì)壓力不變，但環(huán)境的壓力發(fā)生變化的時(shí)候，表壓力和真空度的讀數(shù)也會發(fā)生變化。3、真空表指示數(shù)值愈大，被測對象的實(shí)際壓力愈大還是愈??？答：真空表指示數(shù)值愈大

3、，被測對象的實(shí)際壓力愈小，因?yàn)?，真空表的?shù)值是環(huán)境壓力和絕對壓力之差，環(huán)境壓力不變，絕對壓力愈小，真空表數(shù)值愈大。4. 準(zhǔn)平衡過程與可逆過程有何區(qū)別？答：無耗散的準(zhǔn)平衡過程才是可逆過程，所以可逆過程一定是準(zhǔn)平衡過程，而準(zhǔn)平衡過程不一定是可逆過程。5. 不可逆過程是無法回復(fù)到初態(tài)的過程，這種說法是否正確？答：不正確。不可逆過程是指不論用任何曲折復(fù)雜的方法都不能在外界不遺留任何變化的情況下使系統(tǒng)回復(fù)到初態(tài)，并不是不能回復(fù)到初態(tài)。6. 沒有盛

4、滿水的熱水瓶，其瓶塞有時(shí)被自動(dòng)頂開，有時(shí)被自動(dòng)吸緊，這是什幺原因？答：水溫較高時(shí)，水對熱水瓶中的空氣進(jìn)行加熱，空氣壓力升高，大于環(huán)境壓力，瓶塞被自動(dòng)頂開。而水溫較低時(shí)，熱水瓶中的空氣受冷，壓力降低，小于環(huán)境壓力，瓶塞被自動(dòng)吸緊。7. 用 U 形管壓力表測定工質(zhì)的壓力時(shí)，壓力表液柱直徑的大小對讀數(shù)有無影響？答：嚴(yán)格說來，是有影響的，因?yàn)?U 型管越粗，就有越多的被測工質(zhì)進(jìn)入 U 型管中，這部分工質(zhì)越多，它對讀數(shù)的準(zhǔn)確性影響越大。3⑵ 閉

5、口系統(tǒng)的準(zhǔn)靜態(tài)過程 ? ? ? ? pdv u q⑶ 開口系統(tǒng)的穩(wěn)定流動(dòng)過程，并且軸功為零 ) ( 1 1 2 2 v p v p u q ? ? ? ?⑷ 開口系統(tǒng)的穩(wěn)定定壓流動(dòng)過程，并且軸功為零；或者閉口系統(tǒng) ) ( 1 2 v v p u q ? ? ? ?的定壓過程。6. 膨脹功、軸功、技術(shù)功、流動(dòng)功之間有何區(qū)別與聯(lián)系？流動(dòng)功的大小與過程特性有無關(guān)系？答：膨脹功是系統(tǒng)由于體積變化對外所作的功；軸功是指工質(zhì)流經(jīng)熱力設(shè)備（開

6、口系統(tǒng)）時(shí)，熱力設(shè)備與外界交換的機(jī)械功，由于這個(gè)機(jī)械工通常是通過轉(zhuǎn)動(dòng)的軸輸入、輸出，所以工程上習(xí)慣成為軸功；而技術(shù)功不僅包括軸功，還包括工質(zhì)在流動(dòng)過程中機(jī)械能（宏觀動(dòng)能和勢能）的變化；流動(dòng)功又稱為推進(jìn)功，1kg 工質(zhì)的流動(dòng)功等于其壓力和比容的乘積，它是工質(zhì)在流動(dòng)中向前方傳遞的功，只有在工質(zhì)的流動(dòng)過程中才出現(xiàn)。對于有工質(zhì)組成的簡單可壓縮系統(tǒng)，工質(zhì)在穩(wěn)定流動(dòng)過程中所作的膨脹功包括三部分，一部分消耗于維持工質(zhì)進(jìn)出開口系統(tǒng)時(shí)的流動(dòng)功的代數(shù)和，一

7、部分用于增加工質(zhì)的宏觀動(dòng)能和勢能，最后一部分是作為熱力設(shè)備的軸功。對于穩(wěn)定流動(dòng)，工質(zhì)的技術(shù)功等于膨脹功與流動(dòng)功差值的代數(shù)和。如果工質(zhì)進(jìn)、出熱力設(shè)備的宏觀動(dòng)能和勢能變化很小，可忽略不計(jì)，則技術(shù)功等于軸功。七、計(jì)算題。P29 習(xí)題2-1 答：，所以是壓縮過程 kJ U Q W 30 80 50 Δ ? ? ? ? ? ?2-2 答： kJ Q W Q W 1450 1200 650 2000 壓 壓 壓 壓 ? ? ? ? ? ? ?2-3

8、 答： h J Q U / 10 7.2 3600 10 2 Δ 6 3 ? ? ? ? ? ?2-4 答：狀態(tài) b 和狀態(tài) a 之間的內(nèi)能之差為： kJ W Q U U U a b ab 60 40 100 Δ ? ? ? ? ? ? ?所以，a-d-b 過程中工質(zhì)與外界交換的熱量為： kJ W U Q ab b d a 80 20 60 Δ ? ? ? ? ? ? ?工質(zhì)沿曲線從 b 返回初態(tài) a 時(shí)，工質(zhì)與外界交換的熱量為：kJ

9、W U W U U Q ab b a a b 90 30 60 Δ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?根據(jù)題中給定的 a 點(diǎn)內(nèi)能值，可知 b 點(diǎn)的內(nèi)能值為 60kJ，所以有:kJ U U U d b ad 20 40 60 ? ? ? ? ? ?由于 d-b 過程為定容過程，系統(tǒng)不對外作功，所以 d-b 過程與外界交換的熱量為：kJ U U U Q db b d b d 20 ? ? ? ? ? ?所以 a-d-b 過程系統(tǒng)