工程熱力學第四版思考題答案整理版

1、工程熱力學第四版沈維道工程熱力學第四版沈維道思考題思考題整理版整理版第1章基本概念基本概念1.閉口系與外界無物質(zhì)交換，系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量將保持恒定，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：否。當一個控制質(zhì)量的質(zhì)量入流率與質(zhì)量出流率相等時（如穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流系統(tǒng)），系統(tǒng)內(nèi)的質(zhì)量將保持恒定不變。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，所以開口系不可能是絕熱系。這種觀點對不對，為什么答：不對?！敖^熱系”指的是過程中與

2、外界無熱量交換的系統(tǒng)。熱量是指過程中系統(tǒng)與外界間以熱的方式交換的能量，是過程量，過程一旦結束就無所謂“熱量”。物質(zhì)并不“擁有”熱量。一個系統(tǒng)能否絕熱與其邊界是否對物質(zhì)流開放無關。⒊平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(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：“平衡狀態(tài)”與“穩(wěn)定狀態(tài)”的概念均指系統(tǒng)的狀態(tài)不隨時間而變化，這是它們的共同點；但平衡狀態(tài)要求的是在沒有外界作用下保持不變；而平衡狀態(tài)則一般指在外界作用下保持不變，這是它們的區(qū)別所在。⒋倘使

3、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)會改變嗎？在絕對壓力計算公式中，當?shù)卮髿鈮菏欠癖囟ㄊ黔h(huán)境大氣壓答：可能會的。因為壓力表上的讀數(shù)為表壓力，是工質(zhì)真實壓力與環(huán)境介質(zhì)壓力之差。環(huán)境介質(zhì)壓力，譬如大氣壓力，是地面以上空氣柱的重量所造成的，它隨著各地的緯度、高度和氣候條件不同而有所變化，因此，即使工質(zhì)的絕對壓力不變，表壓力和真空度仍有可能變化。“當?shù)卮髿鈮骸辈⒎蔷褪黔h(huán)境大氣壓。準確地說，計算式中的Pb應是“當?shù)丨h(huán)境介質(zhì)”

4、的壓力，而不是隨便任何其它意義上的“大氣壓力”，或被視為不變的“環(huán)境大氣壓力”。⒌溫度計測溫的基本原理是什么答：溫度計對溫度的測量建立在熱力學第零定律原理之上。它利用了“溫度是相互熱平衡的系統(tǒng)所具有的一種同一熱力性質(zhì)”，這一性質(zhì)就是“溫度”的概念。⒍經(jīng)驗溫標的缺點是什么為什么答：由選定的任意一種測溫物質(zhì)的某種物理性質(zhì)，采用任意一種溫度標定規(guī)則所得到的溫標稱為經(jīng)驗溫標。由于經(jīng)驗溫標依賴于測溫物質(zhì)的性質(zhì)，當選用不同測溫物質(zhì)制作溫度計、采用不

5、同的物理性質(zhì)作為溫度的標志來測量溫度時，除選定的基準點外，在其它溫度上，不同的溫度計對同一溫度可能會給出不同測定值（盡管差值可能是微小的），因而任何一種經(jīng)驗溫標都不能作為度量溫度的標準。這便是經(jīng)驗溫標的根本缺點。)()(bvbbebPPPPPPPPPP??????；答：不需要。由于活塞也包含在系統(tǒng)內(nèi)，既然系統(tǒng)完成的是循環(huán)過程，從總的結果看來活塞并未改變其位置，實際上不存在排斥大氣的作用。第二章第二章熱力學第一定律熱力學第一定律1熱力學能

6、就是熱量嗎？答：不是。熱力學能是工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)，是工質(zhì)的性質(zhì)，是工質(zhì)內(nèi)部儲存能量，是與狀態(tài)變化過程無關的物理量。熱量是工質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化時通過系統(tǒng)邊界傳遞的熱能，其大小與變化過程有關，熱量不是狀態(tài)參數(shù)。2若在研究飛機發(fā)動機中工質(zhì)的能量轉(zhuǎn)換規(guī)律時把參考坐標建在飛機上，工質(zhì)的總能中是否包括外部儲存能？在以氫、氧為燃料的電池系統(tǒng)中系統(tǒng)的熱力學能是否應包括氫和氧的化學能？答：無論參考坐標建立在何處，工質(zhì)的總能中始終包括外部儲存能，只不過參考坐標建

7、立合適，工質(zhì)的宏觀動能、宏觀勢能的值等于零，便于計算。氫氧燃料電池中化學能變化是主要的能量變化，因而不可忽略。3能否由基本能量方程式得出功、熱量和熱力學能是相同性質(zhì)的參數(shù)的結論？q=?u＋w不能。基本能量方程式僅僅說明且充分說明功、熱量和熱力學能都是能量，都是能量存在的一種形式，在能量的數(shù)量上它們是有等價關系的。而不涉及功、熱量和熱力學能的其他屬性，也表明功、熱量和熱力學能的其他屬性與能量本質(zhì)無關。4一剛性容器，中間用絕熱隔板分為兩部分

8、，A中存有高壓空氣，B中保持真空，如圖212所示。若將隔板抽去，分析容器中空氣的熱力學能將如何變化？若在隔板上有一小孔，氣體泄漏入B中，分析A、B兩部分壓力相同時A、B兩部分氣體熱力學能如何變化？答：q=?u＋w，q=0，?u為負值（u減少），轉(zhuǎn)化為氣體的動能，動能在B中經(jīng)內(nèi)部摩擦耗散為熱能被氣體重新吸收，熱力學能增加，最終?u=0。5熱力學第一定律的能量方程式是否可寫成下列形式？為什么？q=?upvq2q1=(u2u1)(w2w1)不