1、【例2-3】方程與有何不同？答：前者適用于可逆過程，因?yàn)橹荒苡?jì)算可逆過程的功；后者適用于任何過程。【例2-4】焓的物理意義是什么?答：焓的物理意義可以理解如下：當(dāng)工質(zhì)流進(jìn)系統(tǒng)時(shí)，帶進(jìn)系統(tǒng)的與熱力狀態(tài)有關(guān)的能量有內(nèi)能與流動功，而焓正是這兩種能量的和。因此,焓可以理解為工質(zhì)流動時(shí)與外界傳遞的與其熱力狀態(tài)有關(guān)的總能量。但當(dāng)工質(zhì)流不流動時(shí)，不再是流動功，但焓作為狀態(tài)參數(shù)仍然存在。此時(shí)，它只能理解為三個(gè)狀態(tài)參數(shù)的組合。熱力裝置中，工質(zhì)大都是在流動的過程中實(shí)現(xiàn)能量傳遞與轉(zhuǎn)化的，故在熱力計(jì)算中，焓比內(nèi)能應(yīng)用更廣泛，焓的數(shù)據(jù)表（圖）也更多。【例2-5】說明熱和功的區(qū)別與聯(lián)系。答：熱和功都是能量的傳遞形式。它們

2、都是過程量，只有在過程進(jìn)行時(shí)才有熱和功。熱式由于溫度不同引起的系統(tǒng)與環(huán)境之間的能量交換，而功是由于溫差以外（只要是力差）的驅(qū)動力引起的系統(tǒng)與環(huán)境之間的能量交換。在微觀上，熱量是物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動的結(jié)果，而功是物質(zhì)分子有序運(yùn)動的結(jié)果。功在任何情況下可以完全轉(zhuǎn)變?yōu)闊幔鵁嵩诓划a(chǎn)生其他影響的情況下不可能完全完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣Α！?-6】下列說法是否正確？（1） 機(jī)械能可完全轉(zhuǎn)化為熱能。而熱能卻不能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。（2） 熱機(jī)的熱效率一定小于1。（3） 循環(huán)功越大，熱效率越高。（4） 一切可逆熱機(jī)的熱效率都相等。（5） 系統(tǒng)溫度升高的過程一定是吸熱過程。（6） 系統(tǒng)經(jīng)歷不可逆過程后，熵一定增大。（7） 系

3、統(tǒng)吸熱，其熵一定增大;系統(tǒng)放熱，其熵一定減小。（8） 熵產(chǎn)大于零的過程必為不可逆過程。答：（1）對于單個(gè)過程而言，機(jī)械能可完全轉(zhuǎn)化為熱能，熱能也能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，例如定溫膨脹過程。對于循環(huán)來說，機(jī)械能可完全轉(zhuǎn)化為熱能，而熱能卻不能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。（2）熱源相同時(shí)，卡諾循環(huán)的熱效率是最高的，且小于1，所以一切惹急的熱效率均小于1。（3）循環(huán)熱效率是循環(huán)功與吸熱量之比，即熱效率不僅與循環(huán)功有關(guān)，還與吸熱量有關(guān)。因此循環(huán)功越大，熱效率不一定高。（4）可逆熱機(jī)的熱效率與其工作的熱源溫度有關(guān)，在熱源相同的情況下，一切可逆熱機(jī)的熱效率相等。（5）系統(tǒng)溫度的升高可以通過對系統(tǒng)做功來實(shí)現(xiàn)，例如系統(tǒng)的絕熱壓

4、縮過程，氣體溫度是升高的。（6），系統(tǒng)經(jīng)歷不可逆放熱過程，熵可以減小；系統(tǒng)經(jīng)歷不可逆循環(huán)，熵不變。只有孤立系統(tǒng)的熵只能增加。系統(tǒng)經(jīng)歷絕熱不可逆過程，熵一定增大。（7），而。系統(tǒng)吸熱，所以熵一定增加；系統(tǒng)放熱時(shí)，此時(shí)要比較與的大小，因此熵不一定減小。（8）熵產(chǎn)就是由于不可逆因素引起的熵增，所以熵產(chǎn)大于零的過程必為不可逆過程。【例2-7】在絕熱膨脹過程中，工質(zhì)可對外做功，這是否違背熱力學(xué)第一定律或熱力學(xué)第二定律？答：根據(jù)熱力學(xué)第一定律,絕熱膨脹時(shí)，系統(tǒng)對外所做的功來源于系統(tǒng)內(nèi)能的減小，所以不違背熱力學(xué)第一定律。絕熱可逆膨脹時(shí)，熵變?yōu)?，絕熱不可逆膨脹時(shí)，熵增加。而依據(jù)熱力學(xué)第二定律應(yīng)有：，所以不違

5、背熱力學(xué)第二定律。【例2-8】循環(huán)熱效率公式與是否完全相同？答：前者適用于任何熱機(jī)，后者僅適用于可逆熱機(jī)。【例2-9】根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量中只有一部分轉(zhuǎn)換為有用功，而根據(jù)熱力學(xué)第一定律，理想氣體在定溫過程中吸收的熱量，可以全部轉(zhuǎn)換為對外的有用功，兩者是否有矛盾？如何解釋？與大氣溫度相同的壓縮空氣，可以從大氣溫度下從單一熱源大氣中吸取熱量并全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γ@是否違背熱力學(xué)第二定律，為什么？答：熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)是說，熱變功必須有補(bǔ)充條件，向低溫?zé)嵩捶艧峄蛘甙殡S有壓力、溫度的降低。理想氣體的定溫膨脹過程就是以壓力降低為補(bǔ)充條件的，當(dāng)壓力降低到與環(huán)境平衡時(shí)膨脹過程即終止，即這種過程不會無限連續(xù)下

6、去。要想繼續(xù)下去，必須構(gòu)成循環(huán)，這就要求向低溫?zé)嵩捶艧帷Ｋ陨鲜稣f法均不違背熱力學(xué)第二定律。 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)可以表述為工質(zhì)從單一熱源并向外做功，必須伴隨有相應(yīng)的補(bǔ)償過程。壓縮空氣從大氣中吸收并做功的過程，伴隨著壓力降低的補(bǔ)償過程，因此吸熱做功的過程可以實(shí)現(xiàn)，但吸熱做功的過程不會永遠(yuǎn)持續(xù)下去，一旦與大氣之間的壓力差為零，即補(bǔ)償條件不再存在時(shí)，向外做功也就停止了。【例2-10】正向循環(huán)中，降低冷源溫度，可提高熱效率。通常江、河、湖、海或大氣作低溫?zé)嵩矗粲靡慌_有該循環(huán)帶動的制冷機(jī)造成一個(gè)溫度比環(huán)境溫度更低的冷源，是否可行？ 解：這種設(shè)計(jì)如圖2-1所示。要證明這種設(shè)計(jì)是否合理，只需比較工作在熱

7、源與之間熱機(jī)完成的功W與按該設(shè)計(jì)的循環(huán)凈功的大小，凈功為熱機(jī)功與熱泵功之和。熱機(jī)熱泵圖2-1 例2-10圖 工作在熱源與之間的可逆熱機(jī)完成的功為 工作在熱源與之間可逆熱機(jī)完成的功為工作在熱源與之間可逆熱泵消耗的功為又 所以 可見，即采用這種設(shè)計(jì)不會提高總功量。此外，以上計(jì)算式建立在卡諾循環(huán)基礎(chǔ)上。由于實(shí)際熱機(jī)效率均小于卡諾循環(huán)熱效率，所以，這種設(shè)計(jì)的實(shí)際循環(huán)凈功必然小于單獨(dú)熱機(jī)的循環(huán)功。【例2-11】說明下列各式的應(yīng)用條件。（1）（2）（3）（4）（5）答：（1）閉口系統(tǒng)；（2）理想氣體可逆過程；（3）穩(wěn)流過程，無技術(shù)功；（4）穩(wěn)流系統(tǒng)；（5）穩(wěn)流系統(tǒng)，忽略動能和未能。【例2-12】在直徑為d

8、=40cm的活塞上放置=3000kg的重物，汽缸中盛有溫度為、質(zhì)量的空氣。加熱后，氣體容積增加到原容積的2倍。設(shè)大氣壓力為。求空氣的初態(tài)比體積、終態(tài)壓力和終態(tài)溫度。空氣可按理想氣體計(jì)算。解：活塞面積S為 活塞受力平衡，得。對于理想氣體，其中，得，加熱后的體積，則。加熱前后活塞受力沒有發(fā)生變化，氣體壓力沒有發(fā)生變化，。終態(tài)溫度 【例2-13】在某唧筒內(nèi)放置氣體，唧筒的活塞面積為。若將氣體加熱，則活塞抵抗了的恒壓而移動0.08m，問氣體對環(huán)境做了多少功？解：氣體抵抗恒外壓對環(huán)境做功為【例2-14】在下的體積為的一塊金屬由于受到的沖擊波而被絕熱壓縮到，試計(jì)算該金屬的、。解：因過程為絕熱壓縮，。依熱力學(xué)第一定律,有。則 【例2-15】有理想氣體自狀態(tài)、變成、，如圖2-2所示。圖2-2 例2-15圖（1） 計(jì)算沿過程所做的功。（2） 證明解（1）令A(yù)C線的斜率為K，則有（3） 證明如下:因?yàn)?所以 【例2-16】某氣體經(jīng)過一定容過程，從狀態(tài)1轉(zhuǎn)變到狀態(tài)2，