第二章热力学第一定律热力学能就是热量吗?答：不是，热是能量的一种，而热力学能包括内位能，内动能，化学能，原子能，电磁能，热力学能是状态参数，与过程无关，热与过程有关。若在研究飞机发动机中工质的能量转换规律时把参考坐标建在飞机上，工质的总能中是否包括外部储能？在以氢氧为燃料的电池系统中系统的热力学能是否包括氢氧的化学能？答：不包括，相对飞机坐标系，外部储能为0；以氢氧为燃料的电池系统的热力学能要包括化学能，因为系统中有化学反应能否由基本能量方程得出功、热量和热力学能是相同性质的参数结论？答：不会，QUW可知，公式中的U为热力学能的差值，非热力学能，热力学能为状态参数，与过程无关。刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A中存有高压空气，B中保持真空，如图2-1所示。若将隔板抽去，分析容器中空气的热力学能如何变化？若隔板上有一小孔，气体泄漏入B中，分析A、B两部分压力相同时A、B两部分气体的热力学能如何变化？答：将隔板抽去，根据热力学第一定律quw其中qOw0所以容器中空气的热力学能不变。若有一小孔，以B为热力系进行分析^2-18Q=dE+(h+f2+gz)8m-(h+f1+gz)8m+8Wcv22221211j只有流体的流入没有流出，8Q=0,8W=0忽略动能、势能jdE=h8mdU=h8mAU=h8m。B部分气体的热力学能增量为AU,a部分气体cvllllll的热力学能减少量为AU5.热力学第一定律能量方程式是否可以写成下列两种形式：q-q=(u-u)+(w-w)212121q=Au+w的形式，为什么？答:热力学第一定律能量方程式不可以写成题中所述的形式。对于q=Au+w只有在特殊情况下，功W可以写成pv。热力学第一定律是一个针对任何情况的定律，不具有w=pv这样一个必需条件。对于公式q-q=(u-u)+(w-w)，功和热量不是状态参数所以不能写成该式212121的形式。6•热力学第一定律解析式有时写成下列两种形式:q=Au+w分别讨论上述两式的适用范围.答：q=Au+w适用于任何过程，任何工质。q=Au+fpdV可逆过程，任何工质17•为什么推动功出现在开口系能量方程式中，而不出现在闭口系能量方程式中？答：推动功是由流进（出）系统的工质传递而由工质后面的物质系统作出的。对于闭口系统，不存在工质的流进（出）所以不存在这样进行传递的功。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，那么闭口系统有没有焓值？答:有焓值。等于系统的内能U加上压强p和体积V的乘积，即H=U+pV9气体流入真空容器中，是否需推动功？答：无推动功，但有膨胀功10．稳定流动能量方程式是否可应用于活塞式压气机这种机械的稳定工况运行的能量分析？为什么？答：可以。稳定流动能量方程式可应用于任何稳定流动过程，对于连续工作的周期性动作的能量转换装置，只要在平均单位时间所作的轴功、吸热量以及工质的平均流量为常量，虽然它内部工质的状态及流动情况是变化的，但这种周期性的变化规律不随时间而变，所以仍然可以利用稳定流动能量方程式分析其能量转换关系为什么稳定流动开口系内不同部位工质的比热力学能，比焓，比熵等都会改变，而整个系统的AU二0，AH二0，AS二0cVcVcV答：稳定流动的含义是参数不随时间的变化而改变，因此AU二0，cVAH二0，AS二0但不同部位的比热力学能，比焓，比熵等都会变的，cVcV与位置有关。开口系实施稳定流动过程，是否同时满足下列三式：8Q二dU+8W8Q二dH+8Wtm8Q=dH+——dc2+mgdz+8W2fi上述三式中WWW的相互关系是什么？ti答：同时满足。进、出口工质的流动动能及重力位能的变化可以忽略不计时，稳定流动的开口系统的轴功即等于技术功；膨胀功等于技术功与流动功的代数和。13•几股流体汇合成一股流体称为合流，如图2-2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答：忽略动能影响的稳定流动、且混合过程为绝热Q二(H-H-H)+W所以TOC\o"1-5"\h\z321iqh=qh+qhm33ml1m22qh+qhml―1m2~2-q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。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。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。高溜建源答:热力学第二定律的两种说法反映的是同一客观规律一一自然过程的方向性一是一致的，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。n违反了克劳修斯说法，n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：循环净功Wnet愈大则循环效率愈高；(X)不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率；(X)“T可逆循环的热效率都相等，耳—1~~^2(X)tT1q—qT—T循环热效率公式耳—吕2和耳-T2是否完全相同？各适用于哪些场合？tqtTiiq—qT—T答：这两个公式不相同。耳二％2适用于任何工质，任何循环。耳=—2适用于任tqtT11何工质，卡诺循环。下列说法是否正确：熵增大的过程必定为吸热过程(X)；熵减小的过程必为放热过程(X)；定熵过程必为可逆绝热过程(X)。熵增大的过程必为不可逆过程(X)使系统熵增大的过程必为不可逆过程(X)熵产S>0的过程必为不可逆过程(V)g下列说法是否有错误：不可逆过程的熵变AS无法计算(X)如果从同一初始态到同一终态有两条途径，一为可逆，另一为不可逆，则AS>AS，S>S，S>S是否正确？不可逆可逆f,不可逆f可逆g,不可逆g,可逆答：AS二AS,SS不可逆可逆f,不可逆f可逆g,不可逆g,可逆不可逆绝热膨胀的终态熵大于初态熵，S>S，不可逆绝热压缩的终态熵小于初态21熵SS不可逆绝热压缩的终态熵也大于初态熵21>S。14)工质经过不可逆循环有Jds>o,答：工质经过不可逆循环有Jds二o,J兴q,a—ba—cqa—b为1-a-b-2-1的面积；q为1-a-c-2-1的面积a—c图)某种理想气体由同一初态经可逆绝热压缩和不可逆绝热压缩两种过程将气体压缩到相同的终压，在p-v图和T-s图上画出两过程，并在T-s图上画出两过程的技术功及不可逆过程的火用损失。答：由同一初态经可逆绝热压缩和不可逆绝热压缩两种过程到相同终压如5-3图示。q=Ah+wt绝热过程q=0,所以w=-Aht-T)=qp,1-2Ah二CP(T2-O二CP(T2N22等压纬丿X11—L2彳5Em由5-4图可知，可逆绝热压缩过程的技术功为面积1-2t-j-m-1,不可逆绝热压缩过程的技术功为面积1-2'-f-m-1，不可逆过程的用损失为面积1-g-n-m-1
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