工程热力学思考题答案,第五章 .pdf

第五章热力学第二定律

5.1热力学第二定律能否表达为：“机械能可以全部变为热能，而热能不可能全部变为机械

能。”这种说法有什么不妥当?

答：不能这样表述。表述不正确，对于可逆的定温过程，所吸收的热量可以全部转化为机械

能，但是自身状态发生了变化。所以这种表述不正确。

5.2理想气体进行定温膨胀时，可从单一恒温热源吸入的热量，将之全部转变功对外输出，

是否与热力学第二定律的开尔文叙述矛盾？提示：考虑气体本身是否有变化。

答：不矛盾，因为定温膨胀气体本身状态发生了改变。

5.3自发过程是不可逆过程，非自发过程必为可逆过程，这一说法是否正确？

答：不正确。自发过程是不可逆过程是正确的。非自发过程却不一定为可逆过程。

5.4请归纳热力过程中有哪几类不可逆因素？

答：。不可逆因素有：摩擦、不等温传热和不等压做功。

5.5试证明热力学第二定律各种说法的等效性：若克劳修斯说法不成立，则开尔文说也不成

立。

答：热力学第二定律的两种说法反映的是同一客观规律——自然过程的方向性→是一致的，

只要一种表述可能，则另一种也可能。假设热量Q2能够从温度T2的低温热源自动传给

温度为T1的高温热源。现有一循环热机在两热源间工作，并且它放给低温热源的热量恰好

等于Q2。整个系统在完成一个循环时，所产生的唯一效果是热机从单一热源（T1）取得热

量Q1-Q2，并全部转变为对外输出的功W。低温热源的自动传热Q2给高温热源，又从热

机处接受Q2，故并未受任何影响。这就成了第二类永动机。⇒违反了克劳修斯说法，⇒必

须违反了开尔文说法。反之，承认了开尔文说法，克劳修斯说法也就必然成立。

5.6下列说法是否有误：

（1）循环净功Wnet愈大则循环效率愈高；（×）

（2）不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率；（×）

T

2

（3）可逆循环的热效率都相等，1（×）

tT

1

qqTT

1212





5.7循环热效率公式和是否完全相同？各适用于哪些场合？

tqtT

11

qqTT

1212





答：这两个公式不相同。适用于任何工质，任何循环。适用于任

tqtT

11

何工质，卡诺循环。

5.8下列说法是否正确：

（1）熵增大的过程必定为吸热过程（×）；

（2）熵减小的过程必为放热过程（×）；

（3）定熵过程必为可逆绝热过程（×）。

（4）熵增大的过程必为不可逆过程（×）

（5）使系统熵增大的过程必为不可逆过程（×）

（6）熵产S0的过程必为不可逆过程（√）

g

5.9下列说法是否有错误：

（1）不可逆过程的熵变S无法计算（×）

（2）如果从同一初始态到