《工程热力学》思考题参考答案目录第一章思考题参考答案(2)第二章思考题参考答案(4)第三章思考题参考答案(9)第四章思考题参考答案(16)第五章思考题参考答案(21)第六章思考题参考答案(25)第七章思考题参考答案(27)第八章思考题参考答案(31)第九章思考题参考答案(34)第十章思考题参考答案(39)第十二章思考题参考答案(45)第一章思考题参考答案1．进行任何热力分析是否都要选取热力系统？答:是。
热力分析首先应明确研究对象，根据所研究的问题人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间，目的是确定空间内物质的总和。
2．引入热力平衡态解决了热力分析中的什么问题答：若系统处于热力平衡状态,对于整个系统就可以用一组统一的并具有确定数值的状态参数来描述其状态，使得热力分析大为简化。
3．平衡态与稳定态的联系与差别。
4．表压力或真空度为什么不能当作工质的压力？工质的压力不变化，测量它的压力表或真空表的读数是否会变化？答：由于表压力和真空度都是相对压力,而只有绝对压力才是工质的压力。
表压力gp与真空度vp与绝对压力的关系为:bgppp=+bvppp=-其中bp为测量当地的大气压力。
工质的压力不变化，相当于绝对压力不变化,但随着各地的纬度、高度和气候条件的不同，测量当地的大气压值也会不同.根据上面两个关系式可以看出，虽然读数也会不同。
5．准静态过程如何处理“平衡状态”又有“状态变化”的矛盾答：准静态过程是指系统状态改变的不平衡势差无限小，以致于该系统在任意时刻均无限接近于某个平衡态。
程热学课后思考题及答案第章思考题1、如果容器中体压保持不变，那么压表的读数定也保持不变，对吗？答：不对。
因为压表的读书取决于容器中体的压和压表所处环境的压两个因素。
因此即使容器中的体压保持不变，当压变化时，压表的读数也会随之变化，不能保持不变。
所以两者是不同的。
如对-液两相平衡的状态，尽管-液两相的温度，压都相同，但两者的密度差别很，是均匀系。
反之，均匀系也不定处于平衡态。
但是在某些特殊情况下，“平衡”与“均匀”可能是统的。
如对于处于平衡状态下的单相流体（体或者液体）如果忽略重的影响，没有其他外场（电、磁场等）作，那么内部各处的各种性质都是均匀致的。
3、“平衡”和“过程”是盾的还是统的？答：“平衡”意味着宏观静，变化，“过程”意味着变化运动，意味着平衡被破坏，所以者是有盾的。
对个热系来说，或是平衡，静不动，或是运动，变化，者必居其。
但是者也有结合点，内部平衡过程恰恰将这两个盾的东西有条件地统在起了。
这个条件就是：在内部平衡过程中，当外界对热系的作缓慢得以使热系内部能量及时恢复不断被破坏的平衡。
4、“过程量”和“状态量”有什么不同？答：状态量是热状态的单值函数，其数学特性是点函数，状态量的微分可以改成全微分，这个全微分的循环积分恒为零；过程量不是热状态的单值函数，即使在初、终态完全相同的情况下，过程量的与其中间经历的具体路径有关，过程量的微分不能写成全微分。
因此它的循环积分不是零是个确定的数值。
习题1-1形刚性容器，每边长1m，将其中体的压抽1000Pa，问其真空度为多少毫汞柱容器每受多少顿？已知压为0.1MPa。
第一章基本概念与定义1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？答：不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。
2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。
对不对，为什么？答：这种说法是不对的。
工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式beppp=+()epp>，beppp=-()epp<中，当地大气压是否必定是环境大气压？答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5.温度计测温的基本原理是什么？答：选作温度计的感应元件的物体应具备某种物理性质随物体的冷热程度不同有显著的变化。
有两个系统分别和第三个系统处于热平衡，则两个系统彼此必然处于热平衡。
6.经验温标的缺点是什么？为什么？答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.促使系统状态变化的原因是什么？举例说明答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变。
工程热力学课后思考题答案1．闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。
2．有人认为开口系统内系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。
对不对，为什么？不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递，随物质进出的热能不在其中。
3．平衡状态与稳定状态有何区别和联系？平衡状态一定是稳定状态，稳定状态则不一定是平衡状态。
4．倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式p=pb+pg(p>pb),p=pbpb-pv(ppg2p2=pg2+p1pg1中，当地大气压是否必当地大气压pb改境大气压。
定是环境大气压？变，压力表读数就会改变。
当地大气压pb不一定是环p1=pg1+pb5．温度计测温的基本4题图原理是什么？热力学第零定律Thezerothlawofthermodynamicsenablesustomeasuretemperature.InordertomeasuretemperatureofbodyA,wecomparebodyC—athermometer—withbodyAandtemperaturescales(温度的标尺，简称温标)separately.Whentheyareinthermalequilibrium,theyhavethesametemperature.ThenwecanknowthetemperatureofbodyAwithtemperaturescalemarkedonthermometer.6．经验温标的缺点是什么？为什么？不同测温物质的测温结果有较大的误差，因为测温结果依赖于测温物质的性质。
工程热力学思考题答案整理完成版RevisedbyBETTYonDecember25,2020⒉有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。
这种观点对不对，为什么答：不对。
“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。
热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。
物质并不“拥有”热量。
一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。
⒋倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式中，当地大气压是否必定是环境大气压答：可能会的。
因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。
环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。
“当地大气压”并非就是环境大气压。
准确地说，计算式中的Pb应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。
⒌温度计测温的基本原理是什么答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。
它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。
⒍经验温标的缺点是什么为什么答：由选定的任意一种测温物质的某种物理性质，采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。
由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质制作温度计、采用不同的物理性质作为温度的标志来测量温度时，除选定的基准点外，在其它温度上，不同的温度计对同一温度可能会给出不同测定值（尽管差值可能是微小的），因而任何一种经验温标都不能作为度量温度的标准。
01．闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。
对不对，为什么？不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递（传热量），随物质进出的热能（准确地说是热力学能）不在其中。
03．平衡状态与稳定状态有何区别和联系？平衡状态一定是稳定状态，稳定状态则不一定是平衡状态。
4．倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式p=pb+pg(p>pb),p=pb-pv(p 当地大气压pb不一定是环境大气压。 5．温度计测温的基本原理是什么？热力学第零定律Thezerothlwothermodynmicsenblesustomesuretemperture.Inordertomesuretempertureobody,wecomprebodyC—thermometer—withbodyndp2=pg2+p1pbpg2pg1p1=pg1+pb4题图temperturescles(温度的标尺，简称温标)seprtely.Whentheyreinthermlequilibrium,theyhvethesmetemperture.Thenwecnknowthetempertureobodywithtemperturesclemrkedonthermometer.06．经验温标的缺点是什么？为什么？不同测温物质的测温结果有较大的误差，因为测温结果依赖于测温物质的性质。 复习思考题一答案一、填空题1、热力学第一定律解析式有时写成q=u＋w，此式适用用于任意系统、任意工质和任意过程。 2、常用的热系数由基本状态参数p、v、T构成，可以直接通过实验确定其数值。 3、气体动力循环和蒸汽动力循环提高循环热效率的共同原则：提高工质的平均吸热温度。 4、理想气体状态方程：pVnRT=。 增大，φ增大，d增大，h不变。 （A）可以从终态回复到初态的（B）没有摩擦的（C）没有摩擦的准静态过程（D）没有温差的2、下列各种说法中正确的是（A）。 （A）定容过程即无膨胀（或压缩）功的过程。 （B）可逆绝热过程不是定熵过程。 （C）多变过程即任意过程。 （D）不可逆绝热过程是定熵过程。 3、若已知工质的绝对压力P=0.18MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则测得的压差为(B)（A）真空pv=0.08Mpa（B）表压力pg=0.08MPa（C）真空pv=0.28Mpa（D）表压力pg=0.28MPa3、简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则(A)（A）技术功为正（B）技术功为负（C）体积功为正（D）体积功为负4、理想气体可逆定温过程的特点是(B)（A）q=0（B）Wt=W（C）Wt>W（D）Wt （A）大于（B）等于（C）小于（D）大于等于6、饱和蒸汽经历绝热节流过程后（C）（A）变为饱和水（B）变为湿蒸汽（C）作功能力减小（D）温度不变7、绝热节流过程中节流前、后稳定截面处的流体（C）（A）焓值增加（B）焓值减少（C）熵增加（D）熵减少8、空气在渐缩喷管内可逆绝热稳定流动，其滞止压力为0.8MPa，喷管后的压力为0.2MPa，若喷管因出口磨损截去一段，则喷管出口空气的参数变化为（C）（A）流速不变，流量不变（B）流速降低，流量减小（C）流速不变，流量增大（D）流速降低，流量不变9、把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压，经（A）过程气体终温最高。 工程热力学思考题及答案第一章基本概念1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定,那么系统内质量保持恒定得热力系一定就是闭口系统吗答:不一定。 2.有人认为,开口系统中系统与外界有物质交换,而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能就是绝热系。 对不对，为什么？答：这种说法就是不对得。 工质在越过边界时,其热力学能也越过了边界。 但热力学能不就是热量，只要系统与外界没有热量得交换就就是绝热系。 物系内部各处得性质均匀一致得状态为均匀状态。 4.假如容器中气体得压力没有改变,试问安装在该容器上得压力表得读数会改变吗？绝对压力计算公式ｐ=pb+ｐe（ｐ>pb),pv=pbp(pb 当地大气压不一定就是环境大气压。 环境大气压就是指压力仪表所处得环境得压力。 5.温度计测温得基本原理就是什么？答:温度计随物体得冷热程度不同有显著得变化。 6.经验温标得缺点就是什么？为什么答：任何一种经验温标不能作为度量温度得标准。 由于经验温标依赖于测温物质得性质，当选用不同测温物质得温度计、采用不同得物理量作为温度得标志来测量温度时,除选定为基准点得温度,其她温度得测定值可能有微小得差异。 7.促使系统状态变化得原因就是什么？答:系统内部各部分之间得传热与位移或系统与外界之间得热量得交换与功得交换都就是促使系统状态变化。 8.(1)将容器分成两部分,一部分装气体，一部分抽成真空,中间就是隔板。 若突然抽去隔板,气体(系统)就是否做功？(2)设真空部分装有许多隔板，每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再抽去一块,问气体(系统)就是否做功？(3)上述两种情况从初态变化到终态,其过程就是否都可在pv图上表示？答:(1）第一种情况不作功;(２）第二种情况作功;(3)第一种情况为不可逆过程不可以在p－v图上表示出来,第二种情况为可逆过程可以在ｐ-v图上表示出来。 9.经历一个不可逆过程后,系统能否恢复原来状态包括系统与外界得整个系统能否恢复原来状态答:经历一个不可逆过程后系统可以恢复为原来状态。 系统与外界整个系统不能恢复原来状态。 10.系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后,系统与外界有什么变化？若上述正向及逆向循环环中有不可逆因素，则系统及外界有什么变化答：系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后,系统恢复到原来状态，外界没有变化；若存在不可逆因素,系统恢复到原状态,外界产生变化。 11.工质及气缸、活塞组成得系统经循环后，系统输出得功中就是否要减去活塞排斥大气功才就是有用功？答:不一定。 主要瞧输出功得主要作用就是什么,排斥大气功就是否有用。 第二章热力学第一定律1.刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A中存有高压空气，B中保持真空。 若将隔板抽去,分析容器中空气得热力学能如何变化？若隔板上有一小孔，气体泄漏入B中，分析Ａ、B两部分压力相同时Ａ、B两部分气体得热力学能如何变化？答:将隔板抽去,根据热力学第一定律其中所以容器中空气得热力学能不变。 若有一小孔,以Ｂ为热力系进行分析iffcvWmgzchmgzchdEQδδδδ+++-+++=112112222222只有流体得流入没有流出,,忽略动能、势能B部分气体得热力学能增量为,A部分气体得热力学能减少量为2.热力学第一定律能量方程式就是否可以写成下列两种形式：、ｑ＝Δu+pｖ得形式,为什么答:热力学第一定律能量方程式不可以写成题中所述得形式。 对于只有在特殊情况下,功可以写成。 热力学第一定律就是一个针对任何情况得定律,不具有=这样一个必需条件。 对于公式,功与热量不就是状态参数所以不能写成该式得形式。 3.热力学第一定律解析式有时写成下列两种形式：q=Δｕ+w分别讨论上述两式得适用范围、答:适用于任何过程，任何工质可逆过程,任何工质4.为什么流动功出现在开口系能量方程式中,而不出现在闭口系能量方程式中答:流动功就是由流进(出）系统得工质传递而由工质后面得物质系统作出得。 对于闭口系统,不存在工质得流进(出)所以不存在这样进行传递得功。 5.稳定流动能量方程式就是否可应用于活塞式压气机这种机械得稳定工况运行得能量分析为什么答：可以。 第三章热力学第二定律1．热力学第二定律能否表达为:“机械能可以全部变为热能，而热能不可能全部变为机械能。 ”这种说法有什么不妥当？答：不能这样表述。 表述不正确，对于可逆得定温过程，所吸收得热量可以全部转化为机械能,但就是自身状态发生了变化。 所以这种表述不正确。 2．自发过程就是不可逆过程,非自发过程必为可逆过程,这一说法就是否正确答:不正确。 自发过程就是不可逆过程就是正确得。 非自发过程却不一定为可逆过程。 3．请给“不可逆过程”一个恰当得定义。 热力过程中有哪几种不可逆因素？答:一切非准静态过程都就是不可逆过程。 不可逆因素有:摩擦、不等温传热与不等压做功。 4．试证明热力学第二定律各种说法得等效性：若克劳修斯说法不成立，则开尔文说也不成立。 答:热力学第二定律得两种说法反映得就是同一客观规律——自然过程得方向性就是一致得,只要一种表述可能,则另一种也可能。 假设热量Q2能够从温度T2得低温热源自动传给温度为T１得高温热源。 现有一循环热机在两热源间工作，并且它放给低温热源得热量恰好等于Q2。 整个系统在完成一个循环时,所产生得唯一效果就是热机从单一热源（T1)取得热量Q1－Q2,并全部转变为对外输出得功W。 低温热源得自动传热Ｑ2给高温热源，又从热机处接受Q2,故并未受任何影响。 这就成了第二类永动机。 违反了克劳修斯说法,必须违反了开尔文说法。 反之,承认了开尔文说法,克劳修斯说法也就必然成立。 适用于任何工质，任何循环。 适用于任何工质,卡诺循环7．与大气温度相同得压缩空气可以膨胀做功,此事实就是否违反了热力学第二定律答：不违反热力学第二定律,对于理想气体得定温过程,从单一热源吸热并膨胀做功,工质得状态发生了变化,所以不违反热力学第二定律。 （7）工质经过不可逆循环有？答:工质经过不可逆循环有10．从点a开始有两个可逆过程:定容过程ａ-b与定压过程ａ-ｃ,b、ｃ两点在同一条绝热线上,问ｑab与qaｃ哪个大？并在T-s上表示过程a－b、a－c及qab、ｑａc答:由图可知为1－a－ｂ-2-1得面积；为１－ａ-c-2-1得面积11．某种理想气体由同一初态经可逆绝热压缩与不可逆绝热压缩两种过程将气体压缩到相同得终压,在p-v图与T－ｓ图上画出两过程,并在T-s图上画出两过程得技术功及不可逆过程得用损失。 答:由同一初态经可逆绝热压缩与不可逆绝热压缩两种过程到相同终压如图所示。 -j-ｍ-1,不可逆绝热压由图可知,可逆绝热压缩过程得技术功为面积１－2T-f-ｍ-1,不可逆过程得用损失为面积缩过程得技术功为面积1－2’Ｔ1-g-n-m-112．对于一个孤立系统,其内部若进行了可逆过程则孤立系统得总能不变,总熵不变总火用也不变？答:若系统内进行得就是不可逆过程则系统得总能不变,总熵增加,总火用减小。 第四章理想气体得性质1.怎样正确瞧待“理想气体”这个概念在进行实际计算就是如何决定就是否可采用理想气体得一些公式答：理想气体:分子为不占体积得弹性质点，除碰撞外分子间无作用力。 理想气体就是实际气体在低压高温时得抽象,就是一种实际并不存在得假想气体。 判断所使用气体就是否为理想气体(1）依据气体所处得状态(如:气体得密度就是否足够小）估计作为理想气体处理时可能引起得误差;(2)应考虑计算所要求得精度。 若为理想气体则可使用理想气体得公式。 2.气体得摩尔体积就是否因气体得种类而异？就是否因所处状态不同而异任何气体在任意状态下摩尔体积就是否都就是0、02２414ｍ３/ｍol？答:气体得摩尔体积在同温同压下得情况下不会因气体得种类而异;但因所处状态不同而变化。 只有在标准状态下摩尔体积为0、022４1４m3/mol3.摩尔气体常数R值就是否随气体得种类不同或状态不同而异？答:摩尔气体常数不因气体得种类及状态得不同而变化。 4.如果某种工质得状态方程式为ｐv=RT，那么这种工质得比热容、热力学g能、焓都仅仅就是温度得函数吗答:一种气体满足理想气体状态方程则为理想气体,那么其比热容、热力学能、焓都仅仅就是温度得函数。 5.对于一种确定得理想气体,就是否等于定值就是否为定值在不同温度下、就是否总就是同一定值答:对于确定得理想气体在同一温度下为定值,为定值。 在不同温度下为定值,不就是定值6.迈耶公式就是否适用于理想气体混合物？就是否适用于实际气体答:迈耶公式得推导用到理想气体方程,因此适用于理想气体混合物不适合实际气体。