热力学简答题.pdf

热力学习题A 一、简要问答题 1.工程热力学的研究对象主要是什么？ 答：工程热力学的研究对象主要是能量转换，特别是热能转化为机械能的规律和方法，以及 提高转化效率的途径，以提高能源利用的经济性。 2.热能的利用有哪两种基本的利用形式，并举例说明？ 答：一种是热能的直接利用，如冶金，化工，食品等工业和生活上的应用，另一种是热能的 间接利用，如把热能转化成机械能或电能为人们提供动力。 3.何为工质？如何采用气体而不采用液体或固体作为热机的工质？ 答：工质是指在热机中工作的借以实现将热能转化成机械能的媒介物质，因气体的膨胀性与 压缩性远比液体、固体要好，所以热机中的工质是采用气体，而不采用液体，更不能采用固 体。 4.功量与热量有何不同和相同之处？ 答：相同之处：（1）都是过程量，而不是状态参数；（2）都是工质与外界交换的能量；（3） 可逆过程都可图示。 不同之处：（1）功量是有序能（机械能）即功量是有规则的宏观运动能量的传递，在做功过 程中往往伴随着能量形态的转化，而热量是无序能 （热能）即热量是大量微粒子热运动的能 量传递，传热过程中不出现能量形态的转化。（2）有功转换的动力是压差，而有热交换的动 力是温差，（3）功量与热量的计算表达式不同。（4）功量可在p-vt 图上图示，而热量是在 T-s图上图示。 5.写出热力系统第一定律的文字表达？ 答：热力学第一定律的文字表述：热可以变为功，功也可以变为热，一定量的热消失时，必 产生相应量的功，消耗一定量的功时，必出现与之对应的一定量的热。 6.写出1Kg工质的焓的符号与定义式及其能量含义，并指出焓是过程量还是状态参数。 答：焓的符号是h，其定义式是 h=u+pv，其能量含义是系统中因引进1kg工质而获得的总 能量是热力学能u与推动功pv之和，焓是状态参数，而不是过程量。 7.何为理想气体，并举例指出什么气体可视为理想气体？什么气体不能视为理想气体？ 答：理想气体是指其分子是具有弹性的，而不具有体积的质点，分子间没有相互作用力的假 想气体。工质中常用的氧气、氮气、氢气等及空气，燃气，烟气等在通常使用的温度，压力 下都可作为理想气体。而水蒸气，制冷装置中的工质，如氟利昂汽等不能看做理想气体。 8.指出Rg，R 的名称，单位，以及其值是否与气体种类及气体的状态有关？ 答：Rg称为气体参数，其单位是J/Kg*K，其值取决于气体种类，而与气体所处状态无关， R称为摩尔气体常数，也成为通用气体常数，其单位是J/mol*K，其值即于气体种类也与气 体所处状态无关。 9.为何说四个基本的热力过程是多变的过程的特例？ 答：四个基本的热力过程，是指1定容过程，其过程表达式是V=c；2定压过程，其过程表 达式是P=c；3 定温过程，其过程表达式是T=c；4 定熵过程，又称绝热过程，其过程表达 式S=c。 n 0 因多变过程方程式是PV =常数，当n=0时，pv =常数→p=常数，这是定压过程方程式。 1 k n=1时，pv =常数→pv=常数，这是定温过程方程式。n=k时，pv=常数，这是绝热过程方 1/n*v 程式（即定熵过程方程式）；n→±∞时，P =常数→v=常数，这是定容过程方程式。所以 说，四个基本的热力过程是多变过程的特例。 10.为何说可逆绝热过程一定是定熵过程？ 答：绝热过程是指每一个过程中，每一时刻均有δ q=0，可见全部过程与外界交换的热量也 就是零，即 q=∑δ q=0，而根据熵的定义式，ds=δ q /T，而可逆绝热时，δ q =0，故有 rev rev ds=0，s=定值，所以说逆热过程一定是定熵过程。 11.对于理想气体，任何一个过程的焓的变化量都和温度变化相同的定容过程的焓的变化量 相等，指出这一说法是否有错，错在何处？ 答：错在定容过程，如将其改为定压过程就对了。 12.何为第二类永动机，为何制造不出来？ 答：只从海水或环境大气里吸热而不断转换为对外输出机械功，这种从单一热源吸收而连续 不断做功的动力机械称为第二类永动机，他虽然不违反热力学第一定律的能量守恒原则，但 是违反了热力学第二定律，所以第二类永动机是造不出来的。 13.可逆循环的热效率都相等，这说法是否有错，错在何处？ 答