工程热力学思考题及答案 第 四 章

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1、沈维道、将智敏、童钧耕《工程热力学》课后思考题答案工程热力学思考题及答案第四章理想气体的热力过程1.分析气体的热力过程要解决哪些问题？用什么方法解决？试以理想气体的定温过程为例说明之。答：主要解决的问题及方法：确定(1)根据过程特点（及状态方程）⎯⎯→⎯过程方程确定(2)根据过程方程⎯⎯→⎯始、终状态参数之间的关系计算q,ω,ω,Δu,Δh,Δs(3)由热力学第一定律等⎯⎯→⎯t(4)分析能量转换关系（用P—V图及T—S图）（根据需要可以定性也可以定量）例：1)过程方程式：T=常数（特征）PV=常数（方程）PV12=或PV=PV1122PV2)始、终

2、状态参数之间的关系：213)计算各量：Δu=0Δh=0VP22Δs=Rln=−RlnVP11dVVV22ω=∫PdV=∫PV=PVln=RTlnVVV11V2ω=ω=RTlntV1V2q=ω=ω=RTlntV14)P−V图，T−S图上工质状态参数的变化规律及能量转换情况Δu=0qω>0q>0⇒q=ω闭口系：1—2过程1qΔh=0q>0ω>0⇒q=ω开口系：1—2过程tt2.对于理想气体的任何一种过程，下列两组公式是否都适用：⎧Δu=cv(t2−t1)⎧q=Δu=cv(t2−t1)⎨⎨Δh=c(t−t)q=Δh=c(t−t)⎩p21，⎩p21q=Δu=

3、c(t−t)答：不是都适用。第一组公式适用于任何一种过程。第二组公式v21适于定容过程，q=Δh=c(t−t)p21适用于定压过程。3.在定容过程和定压过程中，气体的热量可根据过程中气体的比热容乘以温差来计算。定温过程气体的温度不变，在定温过程中是否需对气体加入热量？如果加入的话应如何计算？答：定温过程对气体应加入的热量dVVV22ω=∫PdV=∫PV=PVln=RTlnVVV11V2ω=ω=RTlntV1V2q=ω=ω=RTlntV1q4.过程热量和过程功w都是过程量，都和过程的途径有关。由定温过程热量公式v2q=pvln11v1故，只要状态参数p

4、1、v1和v2确定了，q的数值也确定了，是否q与途径无关？q答：对于一个定温过程，过程途径就已经确定了。所以说是与途径有关的。δQ=mcdT5.在闭口热力系的定容过程中，外界对系统施以搅拌功δw，问这时v是否成立？答：成立6.绝热过程的过程功w和技术功wt的计算式w=u1−u2，wt=h1−h2是否只限于理想气体？是否只限于可逆绝热过程？为什么？答：不只限于理想气体和可逆的绝热过程。因为q=Δu+w和q=Δh+wt是通用公式，适用于任何工质任何过程，只要是绝热过程q=0无论是可逆还是不可逆。所以w=u1−u2和wt=h1−h2不只限于可逆绝热过程。7

5、.试判断下列说法对吗：（1）定容过程既无膨胀（或压缩）功的过程；（2）绝热过程即定熵过程；（3）多变过程即任意过程。答：（1）（×）；（2）（×）；（3）（×）8.如图4-3：试证明：q1-2-3>≠q1-4-3。途中1-2、4-3为定容过程，1-4、2-3为定压过程。2答：q1-2-3=Δu1-2-3+w1-2-3,q1-4-3=Δu1-4-3+w1-4-3∵Δu1-2-3=Δu1-4-3,w1-2-3>w1-4-3∴q1-2-3>q1-4-3Δu与Δu9.如图4-4所示。今有两个任意过程a-b及a-c，b、c在同一条绝热线上，试问abac哪个大？

6、若b、c在同一条定温线上，结果又如何？Δu<Δu答：b、c在同一条绝热线上abac，若b、c在同一条定温线上，二者相等。10.在T-s图上如何表示绝热过程的技术功和膨胀功？w=−Δh,w=−Δu答：绝热过程，不管是否是可逆过程都有t所以在T-S图上的表示方法与第三章第十一题相同。q、w、Δu、Δh11.在p-v图和T-s图上如何判断过程中的正负？答：1）ω的判别：()1往右ω>0()2往左ω<0以（V）为界：P—V图上1.右下方ω>0T—S图上2.左上方ω<02）Δu，Δh的判别：1.右上方Δu>0以（T）为界：P—V图上2.左下方Δu<01.上方为

7、Δu>0T—S图上2.下方为Δu<0q3）的判别：1.右上方q>02.左下方q<0以（T）为界：P—V图上1.向右q>02.向左q<0T—S图上3