工程热力学课后思考题答案__第四版_沈维道_童钧耕主编_高等教育出版社精品.doc

30页思考题 1．闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？ 不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。 2．有人认为开口系统内系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。对不对，为什么？ 不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递（传热量），随物质进出的热能（准确地说是热力学能）不在其中。 4．倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式 p=pb+pg (p pb), p= pb -pv (p pb) 中，当地大气压是否必定是环境大气压？ 当地大气压pb改变，压力表读数就会改变。当地大气压pb不一定是环境大气压。 6．经验温标的缺点是什么？为什么？ 不同测温物质的测温结果有较大的误差，因为测温结果依赖于测温物质的性质。 7．促使系统状态变化的原因是什么？举例说明。 有势差（温度差、压力差、浓度差、电位差等等）存在。 9．家用电热水器是利用电加热水的家用设备，通常其表面散热可忽略。取正在使用的家用电热水器为控制体（但不包括电加热器），这是什么系统？把电加热器包括在研究对象内，这是什么系统？什么情况下能构成孤立系统？ 不包括电加热器为开口（不绝热）系统（a图）。包括电加热器则为开口绝热系统（b图）。 将能量传递和质量传递（冷水源、热水汇、热源、电源等）全部包括在内，构成孤立系统。或者说，孤立系统把所有发生相互作用的部分均包括在内。 12．图1-22中容器为刚性绝热容器，分成两部分，一部分装气体，一部分抽成真空，中间是隔板， （1）突然抽去隔板，气体（系统）是否作功？ （2）设真空部分装有许多隔板，逐个抽去隔板，每抽一块板让气体先恢复平衡在抽下一块，则又如何？ （3）上述两种情况从初态变化到终态，其过程是否都可在p-v图上表示？ 56页思考题 4．一刚性容器，中间用绝热隔板分为两部分，A中存有高压空气，B中保持真空，如图2-12所示。若将隔板抽去，分析容器中空气的热力学能将如何变化？若在隔板上有一小孔，气体泄漏入B中，分析A、B两部分压力相同时A、B两部分气体热力学能如何变化？ q=(u＋w q=0，(u为负值（u减少），转化为气体的动能，动能在B中经内部摩擦耗散为热能被气体重新吸收，热力学能增加，最终(u =0。 5． 热力学第一定律的能量方程式是否可写成下列形式？为什么？ q=(u+pv q2-q1=(u2-u1)+(w2-w1) 不可以。w不可能等于pv，w是过程量，pv则是状态参数。q和w都是过程量，所以不会有q2-q1和w2-w1。 8．焓是工质流入（或流出）开口系时传递入（或传递出）系统的总能量，那么闭口系工质有没有焓值？ 比较正规的答案是，作为工质的状态参数，闭口系工质也有焓值，但是由于工质不流动，所以其焓值没有什么意义。 焓=热力学能+占位能 9．气体流入真空容器，是否需要推动功？ 推动功的定义为，工质在流动时，推动它下游工质时所作的功。下游无工质，故不需要推动功。利用开口系统的一般能量方程式推导的最终结果也是如此。 11．为什么稳定流动开口系内不同部分工质的比热力学能、比焓、比熵等都会改变，而整个系统的(UCV=0、(HCV=0、(SCV=0? 控制体的(UCV=0、(HCV=0、(SCV=0是指过程进行时间前后的变化值，稳定流动系统在不同时间内各点的状态参数都不发生变化，所以(UCV=0、(HCV=0、(SCV=0。稳定流动开口系内不同部分工质的比热力学能、比焓、比熵等的改变仅仅是依坐标的改变。 13. 几股流体汇合成一股流体称为合流，如图2-13所示。工程上几台压气机同时向主气道送气以及混合式换热器等都有合流的问题。通常合流过程都是绝热的。取1-1、2-2和3-3截面之间的空间为控制体积，列出能量方程式并导出出口截面上焓值h3的计算式。 进入系统的能量–离开系统的能量=系统贮存能量的变化 系统贮存能量的变化：不变。 进入系统的能量：qm1带入的和qm2带入的。没有热量输入。 qm1（h1+cf12/2+gz1）+ qm2（h2+cf22/2+gz2） 离开系统的能量：qm3带出的，没有机械能（轴功）输出。 qm3（h3+cf32/2+gz3） 如果合流前后流速变化不太大，且势能变化一般可以忽略，则能量方程为： qm1(h1+ qm2(h2= qm3(h3 出口截面上焓值h3的计算式 h3= （qm1(h1+ qm2(h2）/ qm3 本题中，如果流体反向流动就是分流问题，分流与合流问题的能量方程式是一样的，一般习惯前后反过来写。 qm1(h1 = qm2(h2+ qm3(h3 93页思考题 。 3．摩尔气体常数R值是否随气体的种类而不同或状态不同而异？ 摩尔气体常数R是基本物理