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第1 章和第2 章重点思考题和习题解答 第1 章 基本概念 思考题 1. 平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什么要引入平衡态的概念？ 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定 状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而 稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行 描述。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不 一定是可逆过程。 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情 况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。 习题 1-3 某容器被一刚性壁分为两部分，在容器不同部位装有3 块压力表，如图1－9 所示。压 力表B 上的读数为1.75 bar，表A 的读数为1.10 bar，如果大气压力计读数为0.97 bar，试 确定表C 的读数及两部分容器内气体的绝对压力。 解： p 1 p b +p a 0.97 +1.10 2.07bar p 2 p 1 −p b 2.07 −1.75 0.32bar 0.97 bar p 2 p b +p C p C p 2 −p b 0.32 −0.97 −0.32 −0.65bar 1-4 如图1－10 所示一圆筒形容器，其直径为450 mm，表A 的读数为360 kPa， 表B 的 读数为170 kPa ，大气压力为100 mmHg，试求，⑴ 真空室及1、2 两室的绝对压力；⑵ 表 C 的读数；⑶ 圆筒顶面所受的作用力。 解： p p p H kPa 真空室＝ b − 汞柱＝100－100＝0mm g ＝0 p 1 p 真空室 +p a 0 +360 360kPa p 2 p 1 −p B 360 −170 190kPa p c p 2 −p 真空室 190 190kPa 1 1 2 F (p b −p 真空室)A 100×133.3× ×π×0.45 2119.0N 4 1-7 一热力系发生状态变化，压力随体积的变化关系为pV 1.3 常数，若热力系初态为 3 3 p 600 kPa ，V 0.3 m ，问当系统体积膨胀至 V 0.5 m 时，对外作功为多少？ 1 1 2 解：改过程系统对外作的功为 0.5 0.5 p V 1.3 p V 1.3 W pdV 1 1 dV − 1 1 (V −0.3 −V −0.3 ) 85.25kJ ∫ ∫ 1.3 2 1