华南理工大学热力学复习题(校内本科)答案

1、孤立系统；热力学系统与外界既无能量交换也无物质交换时，称之为孤立系统1、 开口系统；热力学系统与外界既有能量交换也有物质交换2、 闭口系统；热力学系统与外界只有能量交换无物质交换3、 绝热系统；热力学系统与外界无能量交换4、 热源；工质从中吸收热能的物质5、 平衡状态；一个热力学系统，在不受外界影响的条件下系统状态能够始终保持不变6、 工质；实现热能与机械能相互转化的媒介物质8、可逆过程；是准平衡过程，应满足热的和力的平衡条件，同时过程中不应有任何耗散效应7、 技术功；技术上可资利用的功()()12212221z z g c c w w f f i t -+-+= 8、 体积功；是系统由于体积改变而与环境交换的能量称为体积功。

9、 热力学能；由内动能、内位能以及维持一定分子结构的化学能和原子核内部的原子能以及电磁场作用下的电磁能等构成。

10、焓；热力学能与推动功之和pV U H += 11、 熵；表示物质系统状态的物理量。

TQ dS ∂= 12、 熵产；闭口系统内不可逆绝热过程中熵之所以增大，是由于过程中存在不可逆因素引起耗散效应，使损失的机械功转化为热能（耗散热）被工质吸收。

这部分有耗散产生的熵增量，叫做熵产13、 理想气体；理想气体分子是具有弹性的、不具体积的质点；分子间相互没有作用力。

14、 实际气体；不满足气体分子是具有弹性的、不具体积的质点；分子间相互没有作用力假设的气态物质15、多变过程；工质的状态参数p 、v 、T 等都有显著变化，与外界之间换热量也不可忽略不计，这是不能简化为四种基本热力过程，可用定值=npv16热力学定律的两种说法；克劳修斯说法：热不可能自发地、不付代价地从低温物体转至高温物体。

开尔文说法：凡有温差的地方都能产生动力15、 卡诺定理；定理一：在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率相等，与可逆循环的种类无关，与采用哪种工质无关。

定理二：在温度同为1T 的热源和同为2T 的冷源间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。

16、 熵增原理；孤立系统内部发生不可逆变化时，孤立系的熵增加；发生可逆变化时，熵不变；使孤立系统熵减小的变化不可能发生。

17、 能量贬值原理；孤立系统中进行热力学过程时火用 只会减少不会增加，可逆过程下火用 保持不变。

18、 火用 ；可无限转换的能量19、火无 ，不可能转换的能量，20、冷量火用 ：温度低于环境温度的系统，吸入热量0Q 时所做出的最大有用功成为冷量火用 ，用0,Q x E19、自由能；即亥姆赫兹函数，是状态量。

TS U F -= 20、自由焓；即吉布斯函数，是状态量。

TS H G -= 21、焦-汤系数；h J p T ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=μ 22、 对应态原理；对于满足同一对比状态方程式的同一类物质，如果它们的对比参数r p 、r v 、r T 中有两个相同，则第三个对比参数一定相同，物质也就处于对应状态中29、压缩因子；温度、压力相同时的实际气体比体积与理想气体比体积之比。

它反映了实际气体偏离理想气体的程度23、 临界压力比：24、 节流；流体在管道内流动时，有时经过阀门、孔板等设备，由于局部阻力，使流体压力降低，这种现象成为节流31能量损失系数；损失的动能与理论动能的比值222222'f f f c c c -=ζ32水的临界点：饱和水和饱和蒸汽不再有区别，此点的压力、温度和比体积分别成为临界压力、临界温度和临界比体积33水的三相点；三条相平衡曲线的交点，此点气、液、固三相平衡共存34水热力参数的零点；25、 干度；水蒸气的质量分数。

即1kg 湿蒸汽中含有xkg 饱和蒸汽35余隙容积比；余隙容积c V 与气缸排量h V 之比26、 压气机的定温效率；可逆定温压缩过程中消耗的功T c w ,与实际压缩过程中所消耗的功c w '之比27、 39、压气机的绝热效率；可逆绝热压缩过程中消耗的功s c w ,与不可逆绝热压缩过程中所消耗的功c w '之比28、 压气机的容积效率 压气机有效吸气容积V 与气缸排量h V 之比41、平均有效压力；因为制造公差、金属材料热膨胀及安装进、排气阀等零件需要，当活塞运动到上死点位置时，在活塞顶面与气缸盖间留有一定间隙，该间隙容积成为间隙容积41热机的相对内部效率；实际循环中所做的循环静功与循环中热源提供的热量的比值43压缩比：压缩过程中，压缩前体积1v 与压缩后体积2v 比值21v v =ε增压比：预胀比：气体压缩后比4v 体积与压缩前比体积3v 之比34v v =ρ4、耗汽率 装置每输出单位功量所消耗的蒸汽量45、湿空气的相对湿度；46、湿空气的露点；在一定的v P 下（指不与水或湿物料相接触的情况下），未饱和湿空气冷却到饱和湿空气，即将结出露珠时的温度47、湿空气的饱和状态；由干空气和饱和水蒸气组成的湿空气48、 湿空气的含湿量。

1kg 干空气所带有的水蒸气质量为含湿量（又称比湿度）二、判断正误，并解释原因1热力系统处于平衡状态时，和外界无任何作用发生，此时系统的状态是稳定均匀的。

错误。

因为均匀是相对于平衡状态下单相物系而言的。

气液两相并存的热力平衡系统，气相与液相密度不一样，并不均匀。

2理想气体的分子是没有大小和质量的，且其相互间的碰撞是弹性的。

错误。

理想气体是些弹性的、不具体积的质点，但存在质量3从微观上讲，只要分子之间的作用力和分子自身体积可以忽略，则这种气体就可以视为理想气体。

高空大气层内气体十分稀薄，满足上述要求，故可以视为理想气体，可用经典热力学知识处理有关问题。

正确。

高空大气密度小，比体积大，分子本身体积远小于分子活动空间，分子间平均距离远到作用力极其微弱，可看成是理想气体，用经典热力学知识处理。

4理想气体发生的任意可逆热力过程都能够用“n pv =常数”来描述其过程特点。

错误。

只有当n pv中的n为常数时才可以用来描述。

正确。

当考察的过程时微元过程时。

5如果从同一初始状态到同一终态有可逆和不可逆两个过程，则可逆过程的熵变小于不可逆过程的熵变。

错误。

熵是状态函数。

同一初始状态和终态的两个过程，熵变相等6根据热力学第二定律，自然界不可能有熵产为负的过程发生，所有自发过程都会导致能量品质的降低。

正确。

自然界所有自发过程都是不可逆过程，不可逆过程都会导致作功能力的下降，从而使能量品质降低。

7水在定压汽化过程中温度保持不变，则此过程中的吸热量等于其对外所做的膨胀功。

错误。

吸收的热量等于蒸汽分子的内位能增加以及比体积增加而对对外做出的膨胀功8水蒸汽图表中参数的零点选定为三相状态下的液态水的参数。

正确。

273.15K的液相水作为基准点9水处于三相状态时的压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。

错误。

处在三相状态下的水由于存在着汽化潜热，则升高相同的温度所需热量更多，即比热容要大于临界状态下的相应值。

正确。

对于处在液相的水，其压力、温度和比容都小于其临界状态下的相应值。

10对于任一现成喷管，无论其形式如何，只要气体在喷管内部等熵流动，其流量都将随着背压的降低而增大，直至无穷大。

错误。

当背压下降至临界压力cr P 时，流量达最大。

若背压再下降，则流量保持不变。

如果气体能够在活塞式压气机的气缸内实现定温压缩，则没必要采用分级压缩了。

错误。

分级压缩主要是为了减小余隙容积对产气量的影响，提高容积效率；可以通过中间冷却的方式实现降温。

所以仍需要分级压缩。

气体压缩时采用分级压缩后对压缩气体的生产量没有影响。

错误。

因为分级压缩可以提高容积效率，即可以提高压缩气体的生产量。

可逆的压缩空气制冷循环采用理想回热后，会使得其制冷量和制冷系数都得到提高。

错误。

采用回热以后提高了制冷系数并没有提高制冷量。

压缩蒸汽制冷循环中，由于制冷剂流过节流阀后其焓和熵都会增大，所以会使制冷系数和制冷能力下降，因此最好用膨胀机代替之。

错误。

制冷剂流过节流阀焓保持不变。

并不用使用膨胀剂，目的在于简化装置，提高装置运行的可靠性。

湿空气处于饱和状态时的温度就是对应于某一水蒸气分压力下的露点。

正确。

在一定的v P 下（指不与水或湿物料相接触的情况下），未饱和湿空气冷却到饱和湿空气，即将结出露珠时的温度。

湿空气的相对湿度就是湿空气中水蒸气的分压力，与同一温度、同样总压力下的饱和湿空气中水蒸气分压力的比值。

正确。

sv p p =ϕ简答题1、一个门窗打开的房间，若房内空气压力不变而温度上升，请问房间内空气的总焓将如何 变化？为什么？（空气按理想气体定值比热考虑）。

焓保持不变。

gp p g p R pVc T c T R pV T mc mh H ====，房间的压力和体积不变，空气比热为定值，所以焓不变 3、过程量有什么特点？举例说明之。

描述物质系统状态变化过程的物理量。

如功，功是运动过程中所做的功，不能说某一刻物体有多少功。

4、什么是技术功？ 它与容积功的有何关系？5、热力学第一定律和第二定律对能量转换过程的看法有什么不同？6、什么是理想气体的多变过程？多变指数在什么范围内时，工质温度增加却对外放热？ 理想气体的多变过程是指气体参数满足常数=n pv 的可逆过程。

当()k n ,1=7、工质经过不可逆过程后，其熵还能否恢复到初值？为什么？8什么是压缩因子？其物理意义何在？ 压缩因子是温度、压力相同的实际气体比体积与理想气体比体积的比值iv v Z =。

它表示实际气体对理想气体的偏离。

9湿空气的相对湿度和含湿量有什么不同？ 相对湿度是湿空气中水蒸气分压力v p ，与同一温度同样总压力的饱和湿空气中水蒸汽分压力s p 的比值sv p p =ϕ。

含湿量是1kg 的干空气中所带有的水蒸气质量。

相对湿度是以湿空气为对象，含湿量是以干空气为对象10、压气机采用分级压缩中间冷却的作用是什么？这样做会有什么负面影响？提高等温效率和容积效率，减少余隙容积对容积效率的影响。

增加了气缸和冷却器等设备，使机构更加复杂，机械摩擦和流动阻力等不可逆损失增加，而且增加了投资。

11、从汽轮机排出的乏汽可以通过绝热压缩变成液态水吗？为什么？不可以。

从汽轮机排出的乏汽通过绝热压缩后将会变为过热蒸汽。

12能否通过在喷管内接近可逆的充分绝热膨胀，使离临界点不太远的过热蒸汽部分液化？为什么？可以。

因为在喷管内接近可逆的充分绝热膨胀，工质的温度和压力均下降，可以使离临界点不太远的过热蒸汽部分液化。

13湿空气的相对湿度是如何定义的？它有什么物理意义？湿空气的相对湿度ϕ是湿空气中水蒸气的分压力v p 与同一温度、同一总压力的饱和湿空气中水蒸气分压力s p 的比值。

物理意义：相对湿度表示湿空气离饱和湿空气的程度。

ϕ越小湿空气偏离饱和湿空气越远，空气越干燥，吸收水蒸气的能力越强；ϕ越大湿空气偏离饱和湿空气越小，空气越潮湿，吸收水蒸气的能力越弱。