工程热力学 思考题
工程热力学思考题答案
工程热力学思考题及答案第一章基本概念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?答:不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。
2.有人认为,开口系统中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?答:这种说法是不对的。
工质在越过边界时,其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量,只要系统和外界没有热量的交换就是绝热系。
3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系,平衡状态与均匀状态有何区别和联系?答:只有在没有外界影响的条件下,工质的状态不随时间变化,这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化,就称之为稳定状态,不考虑是否在外界的影响下,这是它们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态,均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.假如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 = p b+p e(p >p b),p v=p b−p (p b<p)中,当地大气压是否必定是环境大气压?答:压力表的读数可能会改变,根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5.温度计测温的基本原理是什么?答:温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。
6.经验温标的缺点是什么?为什么?答:任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质,当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时,除选定为基准点的温度,其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.促使系统状态变化的原因是什么?答:系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化。
8.(1)将容器分成两部分,一部分装气体,一部分抽成真空,中间是隔板。
工程热力学课后思考题及答案
⼯程热⼒学课后思考题及答案第⼀章思考题1、如果容器中⽓体压⼒保持不变,那么压⼒表的读数⼀定也保持不变,对吗?答:不对。
因为压⼒表的读书取决于容器中⽓体的压⼒和压⼒表所处环境的⼤⽓压⼒两个因素。
因此即使容器中的⽓体压⼒保持不变,当⼤⽓压⼒变化时,压⼒表的读数也会随之变化,⽽不能保持不变。
2、“平衡”和“均匀”有什么区别和联系答:平衡(状态)值的是热⼒系在没有外界作⽤(意即热⼒、系与外界没有能、质交换,但不排除有恒定的外场如重⼒场作⽤)的情况下,宏观性质不随时间变化,即热⼒系在没有外界作⽤时的时间特征-与时间⽆关。
所以两者是不同的。
如对⽓-液两相平衡的状态,尽管⽓-液两相的温度,压⼒都相同,但两者的密度差别很⼤,是⾮均匀系。
反之,均匀系也不⼀定处于平衡态。
但是在某些特殊情况下,“平衡”与“均匀”⼜可能是统⼀的。
如对于处于平衡状态下的单相流体(⽓体或者液体)如果忽略重⼒的影响,⼜没有其他外场(电、磁场等)作⽤,那么内部各处的各种性质都是均匀⼀致的。
3、“平衡”和“过程”是⽭盾的还是统⼀的?答:“平衡”意味着宏观静⽌,⽆变化,⽽“过程”意味着变化运动,意味着平衡被破坏,所以⼆者是有⽭盾的。
对⼀个热⼒系来说,或是平衡,静⽌不动,或是运动,变化,⼆者必居其⼀。
但是⼆者也有结合点,内部平衡过程恰恰将这两个⽭盾的东西有条件地统⼀在⼀起了。
这个条件就是:在内部平衡过程中,当外界对热⼒系的作⽤缓慢得⾜以使热⼒系内部能量及时恢复不断被破坏的平衡。
4、“过程量”和“状态量”有什么不同?答:状态量是热⼒状态的单值函数,其数学特性是点函数,状态量的微分可以改成全微分,这个全微分的循环积分恒为零;⽽过程量不是热⼒状态的单值函数,即使在初、终态完全相同的情况下,过程量的⼤⼩与其中间经历的具体路径有关,过程量的微分不能写成全微分。
因此它的循环积分不是零⽽是⼀个确定的数值。
习题1-1 ⼀⽴⽅形刚性容器,每边长 1 m ,将其中⽓体的压⼒抽⾄ 1000 Pa ,问其真空度为多少毫⽶汞柱?容器每⾯受⼒多少⽜顿?已知⼤⽓压⼒为 0.1MPa 。
工程热力学课后思考题答案
工程热力学课后思考题答案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,随物质进出的热能不在其中。
3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系?平衡状态一定是稳定状态,稳定状态则不一定是平衡状态。
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 pb -pv (p pg2 p2=pg2+p1 pg1 中,当地大气压是否必当地大气压pb改境大气压。
定是环境大气压?变,压力表读数就会改变。
当地大气压pb不一定是环p1=pg1+pb 5.温度计测温的基本4题图原理是什么?热力学第零定律The zeroth law of thermodynamics enables us to measure temperature. In order to measure temperature of body A, we compare body C —a thermometer —with body A and temperature scales (温度的标尺,简称温标) separately. When they are in thermal equilibrium, they have the same temperature. Then we can know the temperature of body A with temperature scale marked on thermometer. 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。
工程热力学思考题及答案
工程热力学思考题及答案第一章基本概念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?答:不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。
2.有人认为,开口系统中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?答:这种说法是不对的。
工质在越过边界时,其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量,只要系统和外界没有热量的交换就是绝热系。
3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系,平衡状态与均匀状态有何区别和联系?答:只有在没有外界影响的条件下,工质的状态不随时间变化,这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化,就称之为稳定状态,不考虑是否在外界的影响下,这是它们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态,均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.假如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 = p b+p e(p >p b),p v=p b−p (p b<p)中,当地大气压是否必定是环境大气压?答:压力表的读数可能会改变,根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5.温度计测温的基本原理是什么?答:温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。
6.经验温标的缺点是什么?为什么?答:任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质,当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时,除选定为基准点的温度,其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.促使系统状态变化的原因是什么?答:系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化。
8.(1)将容器分成两部分,一部分装气体,一部分抽成真空,中间是隔板。
工程热力学思考题
思考题:
2.4 体积功、流动功、轴功和技术功有何异同?
答:体积功又称膨胀功,它是系统体积膨胀或被压缩时与外界交换的功量。
流动功:开口系中,物质进入或离开控制体积也需要做功。
维持物质流动所必须的功。
轴功::系统通过轴与外界交换的功量。
技术功:技术功包括轴功、宏观动能增量和宏观位能增量,其中除了轴功是有用功外,宏观动能增量和宏观为能增量也能提供有效服务。
技术功与膨胀功的关系,工质稳定流经热力设备时,所作的技术功等于膨胀功减去流动功。
2.5 热力学能和焓都能可以代表工质的的能量,它们有何区别?
答:热力学能使指组成热力系的大量微观粒子本身所具有的能量。
焓表示了工质流动而携带的取决于热力状态的能量。
气体的热力学能是温度和比体积的函数,但对理想气体来说,因分子之间不存在着作用力,故也就没有内位能,因此,它的热力学能仅有内动能一项,因而与其比体积无关,所以理想气体的热力学能只是温度的单值函数。
焓的变化只取决于过程的始末状态而与过程所经过的路径无关。
U和pV和在一起所得的复合参数H的引入,不但方便了计算,而且在开口系中比U更为有用。
工程热力学-课后思考题答案
第一章基本概念与定义1.答:不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定2.答:这种说法是不对的。
工质在越过边界时,其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量,只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。
3.答:只有在没有外界影响的条件下,工质的状态不随时间变化,这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化,就称之为稳定状态,不考虑是否在外界的影响下,这是他们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态,均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.答:压力表的读数可能会改变,根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5.答:温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。
6.答:任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质,当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时,除选定为基准点的温度,其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.答:系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化的原因。
8.答:(1)第一种情况如图1-1(a),不作功(2)第二种情况如图1-1(b),作功(3)第一种情况为不可逆过程不可以在p-v图上表示出来,第二种情况为可逆过程可以在p-v图上表示出来。
9.答:经历一个不可逆过程后系统可以恢复为原来状态。
系统和外界整个系统不能恢复原来状态。
10.答:系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后,系统恢复到原来状态,外界没有变化;若存在不可逆因素,系统恢复到原状态,外界产生变化。
11.答:不一定。
主要看输出功的主要作用是什么,排斥大气功是否有用。
第二章 热力学第一定律1.答:将隔板抽去,根据热力学第一定律w u q +∆=其中0,0==w q 所以容器中空气的热力学能不变。
工程热力学思考题答案整理版
⒉ 有人认为,开口系统中系统与外界有物质交换,而物质又与能量不可分割,所以开口系不可能是绝热系。
这种观点对不对,为什么?答:不对。
“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。
热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量,是过程量,过程一旦结束就无所谓“热量”。
物质并不“拥有”热量。
一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。
⒊ 平衡状态与稳定状态,平衡状态与均匀状态有何区别和联系?答:“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化,这是它们的共同点;但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变;而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变,这是它们的区别所在。
⒋ 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?在绝对压力计算公式)( )( b v b b e b P P P P P P P P P P <-=>+=;中,当地大气压是否必定是环境大气压?答:可能会的。
因为压力表上的读数为表压力,是工质真实压力与环境介质压力之差。
环境介质压力,譬如大气压力,是地面以上空气柱的重量所造成的,它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化,因此,即使工质的绝对压力不变,表压力和真空度仍有可能变化。
“当地大气压”并非就是环境大气压。
准确地说,计算式中的P b 应是“当地环境介质”的压力,而不是随便任何其它意义上的“大气压力”,或被视为不变的“环境大气压力”。
⒌ 温度计测温的基本原理是什么?答:温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。
它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”,这一性质就是“温度”的概念。
⒍ 经验温标的缺点是什么?为什么?答:由选定的任意一种测温物质的某种物理性质,采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。
由于经验温标依赖于测温物质的性质,当选用不同测温物质制作温度计、采用不同的物理性质作为温度的标志来测量温度时,除选定的基准点外,在其它温度上,不同的温度计对同一温度可能会给出不同测定值(尽管差值可能是微小的),因而任何一种经验温标都不能作为度量温度的标准。
工程热力学-课后思考题答案
第一章基本概念与定义1.答:不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定2.答:这种说法是不对的。
工质在越过边界时,其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量,只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。
3.答:只有在没有外界影响的条件下,工质的状态不随时间变化,这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化,就称之为稳定状态,不考虑是否在外界的影响下,这是他们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态,均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.答:压力表的读数可能会改变,根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5.答:温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。
6.答:任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质,当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时,除选定为基准点的温度,其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.答:系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化的原因。
8.答:(1)第一种情况如图1-1(a),不作功(2)第二种情况如图1-1(b),作功(3)第一种情况为不可逆过程不可以在p-v图上表示出来,第二种情况为可逆过程可以在p-v图上表示出来。
9.答:经历一个不可逆过程后系统可以恢复为原来状态。
系统和外界整个系统不能恢复原来状态。
10.答:系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后,系统恢复到原来状态,外界没有变化;若存在不可逆因素,系统恢复到原状态,外界产生变化。
11.答:不一定。
主要看输出功的主要作用是什么,排斥大气功是否有用。
第二章 热力学第一定律1.答:将隔板抽去,根据热力学第一定律w u q +∆=其中0,0==w q 所以容器中空气的热力学能不变。
工程热力学思考题及答案
工程热力学思考题及答案第一章基本概念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?答:不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。
2.有人认为,开口系统中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?答:这种说法是不对的。
工质在越过边界时,其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量,只要系统和外界没有热量的交换就是绝热系。
3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系,平衡状态与均匀状态有何区别和联系?答:只有在没有外界影响的条件下,工质的状态不随时间变化,这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化,就称之为稳定状态,不考虑是否在外界的影响下,这是它们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态,均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.假如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 = p b+p e(p >p b),p v=p b−p (p b<p)中,当地大气压是否必定是环境大气压?答:压力表的读数可能会改变,根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5.温度计测温的基本原理是什么?答:温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。
6.经验温标的缺点是什么?为什么?答:任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质,当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时,除选定为基准点的温度,其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.促使系统状态变化的原因是什么?答:系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化。
8.(1)将容器分成两部分,一部分装气体,一部分抽成真空,中间是隔板。
工程热力学思考题及答案
⼯程热⼒学思考题及答案⼯程热⼒学思考题及答案第⼀章基本概念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得热⼒系⼀定就是闭⼝系统吗?答:不⼀定。
稳定流动开⼝系统内质量也可以保持恒定。
2.有⼈认为,开⼝系统中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就是绝热系。
对不对,为什么?答:这种说法就是不对得。
⼯质在越过边界时,其热⼒学能也越过了边界。
但热⼒学能不就是热量,只要系统与外界没有热量得交换就就是绝热系。
3.平衡状态与稳定状态有何区别与联系,平衡状态与均匀状态有何区别与联系?答:只有在没有外界影响得条件下,⼯质得状态不随时间变化,这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其⼯质得状态不随时间变化,就称之为稳定状态,不考虑就是否在外界得影响下,这就是它们得本质区别。
平衡状态并⾮稳定状态之必要条件。
物系内部各处得性质均匀⼀致得状态为均匀状态。
平衡状态不⼀定为均匀状态,均匀并⾮系统处于平衡状态之必要条件。
4.假如容器中⽓体得压⼒没有改变,试问安装在该容器上得压⼒表得读数会改变吗?绝对压⼒计算公式p= p b+pe(p>p b),p v=p b?p (p b答:压⼒表得读数可能会改变,根据压⼒仪表所处得环境压⼒得改变⽽改变。
当地⼤⽓压不⼀定就是环境⼤⽓压。
环境⼤⽓压就是指压⼒仪表所处得环境得压⼒。
5.温度计测温得基本原理就是什么?答:温度计随物体得冷热程度不同有显著得变化。
6.经验温标得缺点就是什么?为什么?答:任何⼀种经验温标不能作为度量温度得标准。
由于经验温标依赖于测温物质得性质,当选⽤不同测温物质得温度计、采⽤不同得物理量作为温度得标志来测量温度时,除选定为基准点得温度,其她温度得测定值可能有微⼩得差异。
7.促使系统状态变化得原因就是什么?答:系统内部各部分之间得传热与位移或系统与外界之间得热量得交换与功得交换都就是促使系统状态变化。
8.(1)将容器分成两部分,⼀部分装⽓体,⼀部分抽成真空,中间就是隔板。
工程热力学课后思考题及答案
第一章 思考题1、如果容器中气体压力保持不变,那么压力表的读数一定也保持不变,对吗?答:不对。
因为压力表的读书取决于容器中气体的压力和压力表所处环境的大气压力两个因素。
因此即使容器中的气体压力保持不变,当大气压力变化时,压力表的读数也会随之变化,而不能保持不变。
2、“平衡”和“均匀”有什么区别和联系答:平衡(状态)值的是热力系在没有外界作用(意即热力、系与外界没有能、质交换,但不排除有恒定的外场如重力场作用)的情况下,宏观性质不随时间变化,即热力系在没有外界作用时的时间特征-与时间无关。
所以两者是不同的。
如对气-液两相平衡的状态,尽管气-液两相的温度,压力都相同,但两者的密度差别很大,是非均匀系。
反之,均匀系也不一定处于平衡态。
但是在某些特殊情况下,“平衡”与“均匀”又可能是统一的。
如对于处于平衡状态下的单相流体(气体或者液体)如果忽略重力的影响,又没有其他外场(电、磁场等)作用,那么内部各处的各种性质都是均匀一致的。
3、“平衡”和“过程”是矛盾的还是统一的?答:“平衡”意味着宏观静止,无变化,而“过程”意味着变化运动,意味着平衡被破坏,所以二者是有矛盾的。
对一个热力系来说,或是平衡,静止不动,或是运动,变化,二者必居其一。
但是二者也有结合点,内部平衡过程恰恰将这两个矛盾的东西有条件地统一在一起了。
这个条件就是:在内部平衡过程中,当外界对热力系的作用缓慢得足以使热力系内部能量及时恢复不断被破坏的平衡。
4、“过程量”和“状态量”有什么不同?答:状态量是热力状态的单值函数,其数学特性是点函数,状态量的微分可以改成全微分,这个全微分的循环积分恒为零;而过程量不是热力状态的单值函数,即使在初、终态完全相同的情况下,过程量的大小与其中间经历的具体路径有关,过程量的微分不能写成全微分。
因此它的循环积分不是零而是一个确定的数值。
习 题1-1 一立方形刚性容器,每边长 1 m ,将其中气体的压力抽至 1000 Pa ,问其真空度为多少毫米汞柱?容器每面受力多少牛顿?已知大气压力为 0.1MPa 。
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工程热力学第五章思考题
5-1 热力学第二定律的下列说法能否成立?
(1)功量可以转换成热量,但热量不能转换成功量。
答:违反热力学第一定律。
功量可以转换成热量,热量不能自发转换成功量。
热力学第二定律的开尔文叙述强调的是循环的热机,但对于可逆定温过程,所吸收的热量可以全部转换为功量,与此同时自身状态也发生了变化。
从自发过程是单向发生的经验事实出发,补充说明热不能自发转化为功。
(2)自发过程是不可逆的,但非自发过程是可逆的。
答:自发过程是不可逆的,但非自发过程不一定是可逆的。
可逆过程的物理意义是:一个热力过程进行完了以后,如能使热力系沿相同路径逆行而回复至原态,且相互作用中所涉及到的外界也回复到原态,而不留下任何痕迹,则此过程称为可逆过程。
自发过程是不可逆的,既不违反热力学第一定律也不违反第二定律。
根据孤立系统熵增原理,可逆过程只是理想化极限的概念。
所以非自发过程是可逆的是一种错误的理解。
(3)从任何具有一定温度的热源取热,都能进行热变功的循环。
答:违反普朗克-开尔文说法。
从具有一定温度的热源取热,才可能进行热变功的循环。
5-2 下列说法是否正确?
(1)系统熵增大的过程必须是不可逆过程。
答:系统熵增大的过程不一定是不可逆过程。
只有孤立系统熵增大的过程必是不可逆的过程。
根据孤立系统熵增原理,非自发过程发生必有自发补偿过程伴随,由自发过程引起的熵增大补偿非自发过程的熵减小,总的效果必须使孤立系统上增大或保持。
可逆过程只是理想化极限的概念。
(2)系统熵减小的过程无法进行。
答:系统熵减小的过程可以进行,比如系统的理想气体的可逆定温压缩过程,系统对外放热,熵减小。
(3)系统熵不变的过程必须是绝热过程。
答:可逆绝热过程就是系统熵不变的过程,但系统熵不变的过程可能由于熵减恰等于各种原因造成的熵增,不一定是可逆绝热过程。
(4)系统熵增大的过程必然是吸热过程,它可能是放热过程吗?
答:因为反应放热,所以体系的焓一定减小。
但体系的熵不一定增大,因为只要体系和环境的总熵增大反映就能自发进行。
而放热反应会使环境获得热量,熵增为ΔH/T。
体系的熵也可以减小,只要减小的量小于ΔH/T,总熵就为正,反应就能自发进行。
(5)系统熵减少的过程必须是放热过程。
可以是吸热过程吗?
答:放热的过程同时吸热。
(6)对不可逆循环,工质熵的变化∮ds?0。
答:∮ds=0。
(7)在相同的初、终态之间,进行可逆过程与不可逆过程,则不可逆过程中工质熵的变化大于可逆过程工质熵的变化。
答:熵是状态参数,和过程无关,其变化应该相等。
(8)在相同的初、终态之间,进行可逆过程与不可逆过程,则两过程中,工质与外界之间传递的热量不相等。
答:因为热源等条件没有确定。
5-3循环的热效率越高,则循环净功越大;反之,循环的净功越多,则循环的热效率也越高,对吗?
答:此说法不对。
循环净功并不唯一取决于热效率,得综合考虑Wnet和Q1。
卡诺热机的热效率只取决于高温热源及低温热源的温度,提高高温热源的温度和降低低温热源的温度均可提高循环热效率。
5-4两种理想气体在闭口系统中进行绝热混合,问混合后气体的热力学能、焓及熵与混合前两种气体的热力学能、焓及熵之和是否相等?
答:不相等。
熵增加,焓不变,热力学能不变。
5-5任何热力循环的热效率均可用下列公式来表达:?t=1-q2/q1=1-T1/T2,这一说法对吗?为什么?
答:此说法不对。
前者是用于任何工质、任何循环,后者是用于任何工质、卡诺循环。
5-6与大气温度相同的压缩气体可以从大气吸热而膨胀作功(依靠单一热源作功),这是否违背热力学第二定律。
答:不违背。
对于理想气体的定温过程,从单一热源吸热并膨胀做功,工质的状态发生了变化,所以不违背热力学第二定律。
5-7闭口系统进行一过程后,如果熵增加了,是否肯定它从外界吸热了热量,如果熵减少了,是否肯定它向外界外出了热量。
答:不能肯定;肯定。
熵增加,δq可能大于0,也可能小于0增加,所以不能判断该过程是否从外界吸热;熵减少,δq必小于0 减少,所以可以判断该过程向外界放出了热量。
5-8自然界中一切过程都是不可逆过程,那么研究可逆过程又有什么意义呢?
答:研究在不可逆过程中处于非平衡态的物理系统的热力学现象的宏观理论。
不可逆过程热力学是一个宏观理论,它对于非平衡现象的解释终究是有限度的。
特别是热力学理论无法阐明各种复杂结构的形成机制及系统的涨落特性,这些就需要更深入的理论──非平衡态统计物理学(见统计物理学)来完成。
在物理学、化学系统中,热传导、扩散、电导、化学反应等是一些基本的非平衡现象,应用不可逆过程热力学的原理讨论这些现象,可以得到有意义的具体结果。
5-9第二类永动机与第一类永动机有什么不同。
答:是否依靠单一热源。
第一类永动机:不消耗任何能量而能连续不断做功的循环发动机,称为第一类永动机。
第二类永动机:从单一热源取得热量并使之完全转化为机械能而又不引起其他变化的循环发动机,称为第二类永动机。
5-10T-s图在热力学应用中有什么重要作用?不可逆过程能否在T-s图熵准确表示出来?
答:以T(气温)为横坐标,,S(熵)为纵坐标的热力图。
该图可以同时表示系统所吸的热及所做的功。
不可逆过程无法再在T-s图熵准确表示出来。
5-12闭口系统经历一个不可逆过程,系统对外作功10kJ,并向外放热5kJ,问该系统熵的变化是正、是负还是可正可负?
答:可正可负。
熵是状态参数,功和热量都是过程量,所以系统熵变不能确定。
5-13闭口系统从热源取热5000kJ,系统的熵增加为20kJ/K,如系统在吸热过程中温度保持为300K,问这一过程是可逆的、不可逆的还是不能实现的。
答:5000/300<20 不可逆。