工程热力学思考题答案,第四章.doc

第四章 气体和蒸汽的基本热力过程 4.1试以理想气体的定温过程为例，归纳气体的热力过程要解决的问题及使用方法解决。 答：主要解决的问题及方法： 根据过程特点（及状态方程）——确定过程方程 根据过程方程——确定始、终状态参数之间的关系 由热力学的一些基本定律——计算 分析能量转换关系（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： =常数 （特征） =常数 （方程） 2)始、终状态参数之间的关系：= 3)计算各量：=0 、 =0 、== 4) 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 4.2 对于理想气体的任何一种过程，下列两组公式是否都适用? 答：不是都适用。第一组公式适用于任何一种过程。第二组公式适于定容过程, 适用于定压过程。 4.3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 4.4 过程热量 和过程功都是过程量，都和过程的途径有关。由理想气体可逆定温过程热量公式可知，故只要状态参数、和确定了， 的数值也确定了，是否 与途径无关？ 答：对于一个定温过程，过程途径就已经确定了。所以说理想气体可逆过程 是与途径有关的。 4.5 在闭口热力系的定容过程中，外界对系统施以搅拌功，问这 是否成立？ 答：成立。这可以由热力学第一定律知，由于是定容过为零。故，它与外界是否对系统做功无关。 4.6 绝热过程的过程功和技术功 的计算式： =，= 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。因为和是通用公式，适用于任何工质任何过程，只要是绝热过程无论是可逆还是不可逆。所以=，=不只限于可逆绝热过程。 4.7 试判断下列各种说法是否正确： （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）（×） 4.8 参照图4-17：试证明：。途中1-2、4-3 为定容过程，1-4、2-3 为定压过程。 证明：=，= 因为: 是状态量与过程无关，与起始状态一样，故=，由图知，所以： 4.9 如图4-18 所示。今有两个任意过程a-b 及a-c，b点及c点在同一条绝热线上，试问：（1） 与 哪个大？（2）若b、c 在同一条定温线上，结果又如何？ 答：b、c 在同一条绝热线上，若b、c 在同一条定温线上，二者相等。 因为，a-b加上b-c过程=a-c过程，而b-c是个绝热过程，=0=，0,故0,所以有。若在定温线上=0，所以。 4.10 理想气体定温过程的膨胀功等于技术功能否推广到任意气体？ 答：不能。因为它们公式的推导过程中引入了理想气体状态方程式，对于一般气体一般状态下是不适用的。 4.11 下列三式的使用条件是什么？ ，， 答：使用条件理想气体可逆绝热过程。 4.12 在T-s 图上如何表示绝热过程的技术功和膨胀功？ 答：绝热过程，不管是否是可逆过程都有，故有： 其中，（图中阴影部分）（1-2绝热线’）及可表示膨胀功和技术功的变化情况。 4.13 在p-v 图和T-s 图上如何判断过程中的正负？ 4.14试以可逆绝热过程为例，说明水蒸气的热力过程与理想气体热力过程的分析计算有什么异同? 答：对于可逆绝热过程水蒸气和理想气体都有: ,差别在于水蒸气没有适当而简单的状态方程，同时也不都是温度的???值函数。 4.15实际过程都不可逆，那么本章讨论的理想可逆过程有什么意义？ 答：意义在与实际过程是很复杂的不可逆过程，我们可以借助理想可逆过程分析、寻找出过程中状态参数变化及能量转化的规律，抓住过程的主要特征。对于不可逆实际过程，再借助实验和一些经验系数进行修正，及可得到实际气体的规律。