工程热力学思考题答案,第三章.doc

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1、第三章理想气体的性质1•怎样正确看待“理想气体”这个概念？在进行实际计算是如何决定是否可采用理想气体的一些公式？答：理想气体：分子为不占体积的弹性质点，除碰撞外分子间无作用力。理想气体是实际气体在低压高温时的抽象，是一种实际并不存在的假想气体。判断所使用气体是否为理想气体（1）依据气体所处的状态（如：气体的密度是否足够小）佔计作为理想气体处理时可能引起的误差；（2）应考虑计算所要求的精度。若为理想气体则可使用理想气体的公式。2•气体的摩尔体积是否因气体的种类而异？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是否都是0.022414m3/mol?答：气体的摩尔体积在同温同压下的情况下

2、不会因气体的种类而异；但因所处状态不同而变化。只有在标准状态.卜•摩尔体积为0.022414m3/mol3•摩尔气体常数R值是否随气体的种类不同或状态不同而异？答：摩尔气体常数不因气体的种类及状态的不同而变化。4•如果某种工质的状态方程式为pv=RgT,那么这种工质的比热容、热力学能、恰都仅仅是温度的函数吗？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、恰都仅仅是温度的函数。c5•对于一种确定的理想气体，（C〃-CJ是否等于定值？牛是否为定c值？在不同温度下（C“-CJ、p是否总是同一定值？c答：对于确定的理想气体在同一温度下（Cp-Cv）为定值，”为定值。在不同温

3、度下（C〃-CJ为定值，?不是定值。6•麦耶公式q-C严人是否适用于理想气体混合物？是否适用于实际气体？答：迈耶公式的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。7•气体有两个独立的参数，u（或h）可以表示为p和v的函数，即^=A（Av）o但又曾得出结论，理想气体的热力学能、恰、嫡只取决于温度，这两点是否矛盾？为什么？答：不矛盾。实际气体有两个独立的参数。理想气体忽略了分子间的作用力，所以只取决于温度。&为什么工质的热力学能、恰、爛为零的基准可以任选？理想气体的热力学能或焙的参照状态通常选定哪个或哪些个状态参数值？对理想气体的爛乂如何？答：在工程热力学里需要的是过程中热力

4、学能、焙、爛的变化量。热力学能、恰、爛都只是温度的单值函数，变化量的计算与基准的选取无关。热力学能或恰的参照状态通常取0K或0°C时恰时为0,热力学能值为0o嫡的基准状态取po=lO1325Pa.To=OK爛值为0。9•气体热力性质表中的h、u及so的基准是什么状态？答：气体热力性质表中的h、u及So的基准是什么状态（£,£））T.=0KPo=101325Pa。10.在如图3-1所示的T-s图上任意可逆过程1・2的热量如何表示？理想气体在1和2状态间的热力学能变化量、焙变化量如何表示？若在1・2经过的是不可逆过程又如何？图3-2图3-1答：图3-2中阴影部分面积为多变过程1-2的热量。对于

5、多变过程其热力学能变化量及恰变化量可由下面两式计算得到：血=cv(T2-T])=cr(T2.-Tl)=qv}_2二cp®-TJ=cpg-TJ二佈-2过初始状态点，做定容线2-2图3-3中阴影部分面积为多变过程1-2的热力学能变化量。过初始状态点，做定压线2-2图3-4中阴影部分面积为多变过程1-2的恰变化量。若为不可逆过程，热力学能、恰不变如上图。热量无法在图屮表示出来。11・理想气体爛变计算式(3-39)、(3・41)、(3-43)等是由可逆过程导出的，这些计算式是否可用于不可逆过程初、终态的爛变？为什么？答：可以。因为爛是状态参数，只与初终状态有关，与过程无关。12.炳的数学定义式

6、为ds=欝,比热容的定义式为Sq^cdT,故山=型理想气体的比热容是温度的单值函数，所以理想气体的炳也T是温度的单值函数。这一结论是否正确？若不正确，错在何处？答山=警中，勿“，为一微元可逆变化过程中与热源交换的热量，而8q=cdT中勿为工质温度升高〃所吸收的热量，他们是不能等同的,所以这一结论是错误的。13•是判断下列说法是否止确：(1)气体吸热后爛一定增大()o(2)气体吸热后温度一定升高()。(3)气体吸热后热力学能一定升高()。(4)气体膨胀时一定对外做功()(5)气体压缩时一定耗功()答:(1)(x)(2)(x)(3)(x)(4)(x)(5)(7)14•氮、氧、氨这样的工质是否和

7、水一样也有饱和状态的概念，也存在临界状态？答：水的汽液饱和状态可以推广到所有的存物质，并且这种液相和气相动态平衡的概念也可以推广到固相和气相及固相和液相，他们的饱和压力与饱和温度也是对应的。因此氮、氧、氨为存物质，也有饱和状态的概念，也存在临界状态。15•水的三相点的状态参数是不是唯•确定的？三相点与临界点有什么差异？答：水的三相点状态参数不是唯一的，其中温度、压力是定值而比体积不是定值；临界点是唯一的，其比体积、温度、