第和2章點(diǎn)考和題答第章基本念思題平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)有何區(qū)別？熱力學(xué)中為什么要引入平態(tài)的概念？答平狀態(tài)是在不受外界影響的條件下統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)不隨時間而變化的狀態(tài)而穩(wěn)定狀態(tài)則是不論有無外界影響系的狀態(tài)參數(shù)不隨時間而變化的狀態(tài)可見平衡必穩(wěn)定而穩(wěn)定未必平衡力學(xué)中引入平衡態(tài)的概念為能對系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)用狀態(tài)參數(shù)來進(jìn)行描述。準(zhǔn)衡過程與可逆過程有何區(qū)別？答無散的準(zhǔn)平衡過程才是可逆過程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。不逆過程是無法回復(fù)到初態(tài)的過程，這種說法是否正確？答正不可逆過程是指不用任何曲折復(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)。習(xí)題某器被一剛性分為兩部分在容器不同部位裝有3塊力表如－9所示壓力表上讀數(shù)為1.75，表A的數(shù)為bar，如果大氣壓力計讀數(shù)為0.97，試確定表的數(shù)及兩部分容器內(nèi)氣體的絕對壓力。解：

pp0.971.101bp2.070.32bar2b

<0.97barCb2如1所示一圓筒形容器，其直徑為，表A的數(shù)為kPa，表B的讀數(shù)為170kPa大壓力為mmHg試⑴真空室及12兩的絕對壓力⑵表C的數(shù)；⑶圓筒面所受的作用力。解：

p

＝pp真空室

1001000mmHg0汞柱p1

真空

0kPaappkPa21bppc

真空

1901901

33pdV13330.333pdV13330.33Fp

真空室

1)A100133.34

2119.0N一力系發(fā)生狀變化，壓力隨體積的變化關(guān)系為

pV

常數(shù)，若熱力系初態(tài)為kPa0.3

，問當(dāng)系統(tǒng)體積膨脹至

時對外作功為多少？解：改過程系統(tǒng)對外作的功為W

0.50.3

p1.3V

p1.3110.3

(V2

1

)（積分公式：

x

）某缸中氣體由

膨脹至0.3，氣體的壓力及容積按MPa和m

計算，則膨脹過程中氣體的壓力和體積的函數(shù)關(guān)系為解：氣體所作的膨脹功為：

p0.24V0.04

，試求，氣體所作的膨脹功。V0.04)VJ0.11-10利儲氣罐中的壓縮空氣度變的情況下給氣球充氣時氣球內(nèi)沒有氣體，故可認(rèn)為其初始體積為零；充滿氣體后氣球的體積為2，若大氣壓力為0.09，充氣過程中氣體所作的功。解：由于假設(shè)氣球的初始體積為零，則氣球在充氣過程中，內(nèi)外壓力始終保持相等，恒等于大氣壓力0.09MPa所以氣體對外所作的功為：

6

10

5

J2

第章熱力第定思題下說法是否正確？⑴氣體脹時一定對外作功。錯，比如氣體向真空中的絕熱自由膨脹，對外不作功。⑵氣體壓縮時一定消耗外功對，因?yàn)楦鶕?jù)熱力學(xué)第二定律體不可能自壓縮的要想壓縮體積，必須借助于外功。⑶氣體脹時必須對其加熱。錯，比如氣體向真空中的絕熱自由膨脹，不用對其加熱。“何沒有體積變化的過程就一定不對外作功”的說法是否正確？答不正確因?yàn)橥夤Φ暮x很比如電磁功面張力功等等如只考慮體積功的話，那幺沒有體積變化的過程就一定不對外作功。說下列各式的應(yīng)用條件：⑴

q閉口系的一切過程⑵

⑶⑷

閉口系統(tǒng)的準(zhǔn)靜態(tài)過程qpv)1開口系統(tǒng)的穩(wěn)定流動過程，并且軸功為零q()開口系統(tǒng)的穩(wěn)定定壓流動過程，并且軸功為零；或者閉口系統(tǒng)的定壓過程。習(xí)題某機(jī)每完成一循環(huán)，工質(zhì)由高溫?zé)嵩次鼰?000kJ，低溫?zé)嵩捶艧醟J在壓縮過程中工質(zhì)得到外功650，求在膨脹過程中工質(zhì)作功多少？解：

W膨

QQ1200kJ吸壓某間夏日使用電風(fēng)扇功率為kW若室外高溫空氣向室內(nèi)傳遞的熱量忽略不計，求每小時室內(nèi)空氣的熱力學(xué)能變化多少？解：

UQ237.2J/3

如圖所。某閉口系統(tǒng)，工質(zhì)沿a由態(tài)a變到狀態(tài)b時吸熱100kJ對外作功40當(dāng)工質(zhì)沿a-d-b過變到狀態(tài)時對外作功20，a-d-b過中工質(zhì)與外界交換的熱量。當(dāng)工質(zhì)沿曲線從b返初態(tài)時對統(tǒng)作功30kJ，求此過程中工質(zhì)與外界換的熱量；如Uad

kJ求程與d-b外界交換的熱量。解：狀態(tài)和狀態(tài)a間的內(nèi)能之差為：

圖習(xí)2-4附

ab

UQ60kJba所以，過中工質(zhì)外界交換的熱量為：Q

a

UkJab工質(zhì)沿曲線從b返初a，工質(zhì)與外界交換的熱量為：Qb

Uaab根據(jù)題中給定的點(diǎn)能，可知b點(diǎn)內(nèi)能值為60kJ，所以:

db

U6020kJbd由于過為定容過程，系統(tǒng)不對外作功，所以過與外界交換的熱量為：Q

d

Ud

db

20kJ所以過系統(tǒng)對外作的功也就是a-d過系統(tǒng)對作的功，故a-d過系統(tǒng)與外界交換的熱量為：Q

a

ad

a

ad

a

2060kJ定工質(zhì)，經(jīng)歷由下表所列四個過程組成的循環(huán)，請?zhí)畛湎卤碇锌杖钡臄?shù)據(jù)過程

Q-1000

kJ-395-1000空在某壓氣機(jī)被壓縮，壓縮前空氣的參數(shù)為4

p.MPa,v=/kg。壓2

333333縮后為

8MPa,2

/kg，在縮過程中每空氣的熱力學(xué)能增加為，同時向外界放熱50；壓氣機(jī)每分鐘生產(chǎn)壓縮空氣10kg，試求：（1壓縮過程中對每kg空氣所作的壓縮功；（2生產(chǎn)每kg壓空氣所需的軸功；（3帶動此壓氣機(jī)所需功率至少為多少kW解：壓縮過程中每千克空氣所作的壓縮功為：q146.5kJ/忽略氣體進(jìn)出口宏觀動能和勢能的變化，則有軸功等于技術(shù)功，所以生產(chǎn)每kg壓空氣所需的軸功為：wqh0.1750.1s所以帶動此壓氣機(jī)所需的功率至少為：42kW60

3

kJ/kg2-12某穩(wěn)定流動系統(tǒng)，已知進(jìn)口體參數(shù)為

MPa,

，2100kJ/kg,300

m/s；出口數(shù)為

0.13MPa,

，u1500

，

c

氣體的質(zhì)量流量

流系統(tǒng)時向外傳出的熱量為假定氣體流過系統(tǒng)時重力位能的變化忽略不計，求氣體流過系統(tǒng)對外輸出的功率。解由過程是穩(wěn)定流動過程氣體流過系統(tǒng)時重力位能的變化忽略不計以統(tǒng)的能量平衡式為1Q2

2f

S其中，氣體在進(jìn)口處的比焓為：pv21000.6262329400J/kg1氣體在出口處的