准静态过程与可逆过程有什么不同和联系

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工程热力学简答题

工程热力学简答题

1.何谓状态何谓平衡状态何为稳定状态状态:热力学系统所处的宏观状况平衡状态:在不受外界影响的条件下,系统的状态不随时间而变化稳定状态:系统内各点参数不随时间而变化2.说明状态参数的性质。

(1)状态参数是状态的函数。

对应一定的状态。

状态参数都有唯一确定的数位。

(2)状态参数的变化仅与初、终状态有关,而与状态变化的途径无关。

当系统经历一系列状态变化而恢复到初态时。

其状态参数的变化为零,即它的循环积分为零(3)状态参数的数学特征为点函数,它的微分是全微分。

3.何谓热力过程热力学状态变化的历程4.何谓准静态过程实现准静态过程的条件是什么准静态过程:热力学系统经历一系列平衡状态,每次状态变化时都无限小的偏离平衡状态。

条件:状态变化无限小,过程进行无限慢。

5.非准静态过程中,系统的容积变化功可否表示为⎰=-2121d vpw为什么不可以。

在非准静态过程中pv的关系不确定,没有函数上的联系。

6.何谓可逆过程经历一个热力学过程后,热力学系统逆向沿原过程逆向进行,系统和有关的外界都返回到原来的初始状态,而不引起其他的变化。

7.何谓热力循环系统由初始状态出发,经过一系列中间状态后重新回到初始状态所完成的一个封闭式的热力过程称为热力循环。

8.何谓正循环,说明其循环特征。

在状态参数坐标图上,过程按照顺时针循环的为正循环,其目的是利用热产生机械功,动力循环,顺时针,循环净功为正。

9.何谓逆循环,说明其循环特征。

在状态参数坐标图上,过程按照逆时针循环的为逆循环,其目的是付出一定代价使热量从低温区传向高温区,制冷循环,逆时针,循环净功为负。

10.何谓热量何谓功量热量:仅仅由于温度不同,热力学系统与外界之间通过边界所传递的能量功量:热力学系统和外界间通过边界而传递的能量,且其全部效果可表现为举起重物。

11.热量和功量有什么相同的特征两者的区别是什么相同特征:都是系统与外界间通过边界传递的能量,都是过程量,瞬时量。

12.当系统进行一个任意的过程时,系统与外界交换的热量是否可表示为⎰=-2121d s T q 为什么不可以,因为在非准静态过程中,T,S 的关系不确定13.何谓技术功说明其与轴功的关系。

工程热力学复习题

工程热力学复习题

工程热力学复习题一、填空题1.实现热能和机械能相互转化的工作物质就叫做工质。

2.热能动力装置的工作过程,概括起来就是从高温热源吸取热能,将其中一部分转化为机械能,并把余下的一部分传给低温热源的过程。

3.热力系统与外界间的相互作用一般说有三种,即系统与外界间的热量交换、功交换和物质交换。

4.按系统与外界进行物质交换的情况,热力系统可分为闭口系统和开口系统两类。

5.状态参数的变化量等于初、终两状态下该物理量的差值,而与工质的状态变化途径无关。

6.决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需两个。

7.1mmHg= 133.3Pa;1mmH20 9.81Pa。

8.气压计读数为750mmHg,绝对压力为2.5x105Pa的表压力为0.15MPa。

9.用U形管差压计测量凝汽器的压力,采用水银作测量液体,测得水银柱高为720.6mm。

已知当时当地大气压力Pb=750mmHg,则凝汽器内蒸汽的绝对压力为0.19593MPa。

10.一个可逆过程必须是准平衡过程,而且在过程中没有任何形式的能量耗散。

11.只有平衡状态才能用参数坐标图上的点表示,只有准平衡过程才能用参数坐标图上的连续实线表示。

12.热量和功都是系统与外界能量传递的度量,它们不是状态参数而是过程量。

13.工质作膨胀功时w > 0,工质受到压缩时w < 0,功的大小决定于工质的初、终状态以及过程的变化路径14.系统的总储存能包括热力学能、宏观动能和重力位能三部分。

15.热力学能包括内动能和内位能两部分,理想气体的热力学能是温度的单值函数。

16.空气经一热力过程后热力学能增加67kJ,并消耗外功1257kJ,则此过程为放热过程。

(填吸热或放热)17.开口系统稳定流动的能量方程式是(1kg工质)q=(h2-h1)+1/2(c22-c12)+g(z2-z1)+ws,它适用于稳定流动的任何过程。

18.焓的定义式为h=u+pv,其物理意义是工质在流动状态下所具有的总能量中与热力状态有关的那部分能量。

热工学基础

热工学基础

热工学基础第一章 工质与热力系统1、工质:各种形式能量的转换或转移,通常都要借助一种携带热能的工作物质来完成,这种工作物质称为工质。

2、温度:实用温标(t )、理论温标(T ) t=T —273.153、准静态过程、可逆过程及其联系与区别 准静态过程:若过程进行的极其缓慢,则系统在每一瞬间的状态无限接近平衡状态,或者说,只是无限小的偏离平衡状态,该过程则为准静态过程。

可逆过程:系统在经历某一过程之后沿原路线方向进行,若系统和外界都能够回复到它们各自的最初状态,这过程成为可逆过程(它是指可能性,不是指必须回到最初状态的过程)。

联系与区别:可逆过程必定是准静态过程,而准静态过程未必是可逆过程。

它只是可逆过程的条件之一,没有机械摩擦损失的准静态过程是可逆过程,可逆过程是准静态过程的进一步理想化。

4、系统储存能=系统内部储存能(内能)+系统外部储存能(动能和位能)5、功量和热量:功量是除温度差外,不平衡势差作用下外界传递的能量,包括膨胀功和轴功;热量是热力系统通过边界与边界交换的能量中除了功的部分,是外界与系统之间所传递的能量,不是系统本身具有的能量。

第二章 热力学第一定律1、热力学第一定律:主要说明热能与机械能在转换过程中能量守恒。

2、热力学第一定律的基本表达式:输入系统的能量—系统输出的能量=系统储存能的变化3、闭口系统热力学第一定律解析式:Q=△U+W ;对于1千克工质:q=△u+w ;对于微元热力过程:w du q δδ+=4、焓:是物质进出开口系统时带入或带出的热力学能与推动功之和,是随物质一起转移的能量,它是宏观的状态参数,同时存在于闭口系统中。

H=u+pv(j /kg)5、5kg 气体在热力过程中吸热70kj,对外膨胀做功50kj 。

该过程中内能如何变化,每千克气体内能的变化为多少?(p17例2-1、2-2)6、2Kg 气体在压力0.5Mpa 下定压膨胀,体积增大了0.12m 2,同时吸热60kj.求气体内能的变化。

《工程热力学与传热学》——期末复习题(答案)_87461427093600378

《工程热力学与传热学》——期末复习题(答案)_87461427093600378

中国石油大学(北京)远程教育学院《工程热力学与传热学》——复习题答案热力学部分一.判断对错1.闭口系统具有恒定的质量,但具有恒定质量的系统不一定是闭口系统;(√)2.孤立系统一定是闭口系统,反之则不然;(√)3.孤立系统就是绝热闭口系统;(×)4.孤立系统的热力状态不能发生变化;(×)5.平衡状态的系统不一定是均匀的,均匀系统则一定处于平衡状态;(√)6.摄氏温度的零度相当于热力学温度的273.15 K;(√)7.只有绝对压力才能表示工质所处的状态,才是状态参数;(√)8.不可逆过程就是工质不能回复原来状态的过程;(×)9.系统中工质经历一个可逆定温过程,由于没有温度变化,故该系统中工质不能与外界交换热量;(×)10.气体吸热后热力学能一定升高;(×)11.气体被压缩时一定消耗外功;(√)12.气体膨胀时一定对外作功;(×)13.只有加热,才能使气体的温度升高;(×)14.封闭热力系内发生可逆定容过程,系统一定不对外作容积变化功;(√)15.工质所作的膨胀功与技术功,在某种条件下,二者的数值会相等;(√)16.由理想气体组成的封闭系统吸热后其温度必然增加;(×)17.流动功的改变量仅取决于系统进出口状态,而与工质经历的过程无关;(√)18.在闭口热力系中,焓h是由热力学能u和推动功p v两部分组成;(×)19.功不是状态参数,热力学能与流动功之和也不是状态参数;(×)20.对于确定的理想气体,其定压比热容与定容比热容之比c p/c V的大小与气体的温度无关;(×)21.理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程;(×)22.有人说:“自发过程是不可逆过程,非自发过程就是可逆过程”,这种说法对吗?(×)23.自然界中发生的一切过程都必须遵守能量守恒与转换定律;(√)24.遵守能量守恒与转换定律的一切过程都能自发进行;(×)25.热力学第二定律可否表述为:“功可以完全转变为热,而热不能完全转变为功。

物理化学知识点总结

物理化学知识点总结

热力学第一定律一、基本概念1、体系和环境(1)、体系和环境体系:作为研究对象的物质及其所在的空间称为体系;环境:体系以外且与体系密切相关的物质及其所在空间称为环境;界面:体系和环境之间存在有界面,界面可以是容器的器壁,也可以是假想的界面,本质上,界面是认为设想的几何面,其中不包含物质,不具备物理和化学性质。

(2)、体系的分类体系和环境之间可以有物质和能量的交换,依据此,可将体系分为敞开体系、封闭体系、隔离体系。

①、敞开体系:体系与环境之间既有能量交换又有物质交换;②、封闭体系:体系与环境之间只有能量交换而无物质交换;③、隔离体系:体系与环境之间既无能量交换也无物质交换。

2、状态和状态函数(1)、状态和状态函数的定义状态:状态是指体系所有性质的总体表现;状态函数:体系的热力学性质称为状态函数。

(2)、状态函数的性质:①、体系的状态一定,状态函数就有定值。

②、状态函数的变化值只取决于始、末状态,与变化的经历无关。

③、状态函数的微分为全微分。

(3)、状态函数的分类。

①、广度性质:体系的广度量与物质的数量成正比,如V,U等,它具有加和性②、强度性质:体系的强度量与物质的数量无关,如T,p等,它不具有加和性。

(4)、热力学平衡态一定条件下,体系中各个相的宏观性质不随时间变化,将体系与环境隔离体系的性质仍不改变的状态。

热力学平衡态应满足如下条件:①、热平衡:体系中的各个部分温度相等,即体系内部处于热平衡,有单一的温度;②、力学平衡:体系内部处于力平衡,有单一的压力;③、相平衡:体系内部各相之间的分布达到平衡,宏观上没有任何一种物质从一个相转移到另一个相;④、化学平衡:体系内部处于化学平衡,宏观上表现为体系的组成不随时间变化。

(5)、状态函数的数学性质若状态函数①、单值性:环形积分等于零,,或可写作全微分性质:③、归一化关系④、复合函数的偏微分,则⑤、偏微商的分离⑥、完全微分3、过程与途径在一定环境条件下,体系发生由始态到终态的变化,则称体系发生了一个热力学过程,(1)、变化过程①、等温过程:体系始态与终态温度相同,且变化过程中温度始终等于环境温度、等于;②、等压过程:体系始态与终态压力相同,且变化过程中压力始终等于环境压力、等于;④、体系由变化到,程,计算其热力学函数,如热力学能、熵变等要设计过程。

工程热力学名词解释专题

工程热力学名词解释专题

工程热力学名词解释专题注:参考哈工大的工程热力学和西交大的工程热力学第一章——基本概念1、闭口系统:热力系与外界无物质交换的系统。

2、开口系统:热力系与外界有物质交换的系统。

3、绝热系统:热力系与外界无热量交换的系统。

4、孤立系统:热力系与外界有热量交换的系统。

5、热力平衡状态:热力系在没有外界作用的情况下其宏观性质不随时间变化的状态。

6、准静态过程:如果造成系统状态改变的不平衡势差无限小,以致该系统在任意时刻均无限接近于某个平衡态,这样的过程称为准静态过程7、热力循环:热力系从某一状态开始,经历一系列中间状态后,又回复到原来状态。

8、系统储存能:是指热力学能、宏观动能、和重力位能的总和。

9、热力系统:根据所研究问题的需要,把用某种表面包围的特定物质和空间作为具体指定的热力学的研究对象,称之为热力系统。

第二章——热力学第一定律1、热力学第一定律:当热能与其他形式的能量相互转换时,能的总量保持不变。

或者,第一类永动机是不可能制成的。

2、焓:可以理解为由于工质流动而携带的、并取决于热力状态参数的能量,即热力学能与推动功的总和。

3、技术功:技术上可资利用的功,是稳定流动系统中系统动能、位能的增量与轴功三项之和4、稳态稳流:稳定流动时指流道中任何位置上的流体的流速及其他状态参数都不随时间而变化流动。

第三章——热力学第二定律1、可逆过程:系统经过一个过程后,如果使热力系沿原过程的路线反向进行并恢复到原状态,将不会给外界留下任何影响。

2、热力学第二定律:克劳修斯表述:不可能把热从低温物体转移到高温物体而不引起其他变化。

开尔文普朗克表述:不可能从单一热源吸热而使之全部转变为功。

3、可用能与不可用能:可以转变为机械功的那部分热能称为可用能,不能转变为机械功的那部分热能称为不可用能。

4、熵流:热力系和外界交换热量而导致的熵的流动量5、熵产:由热力系内部的热产引起的熵的产生。

6、卡诺定理:工作再两个恒温热源(1T和2T)之间的循环,不管采用什么工质,如果是可逆的,其热效率均为121TT-,如果不是可逆的,其热效率恒小于121TT-。

热力学中的准静态过程分析

热力学中的准静态过程分析

热力学中的准静态过程分析热力学是研究能量转化和传递规律的学科,而准静态过程是热力学中的一种重要过程。

本文将对准静态过程进行深入分析,包括定义、特点、计算方法以及准静态过程与实际过程的关系等方面。

一、准静态过程的定义和特点准静态过程是指在热力学系统内,系统各部分之间相互作用的过程相对缓慢,使得系统在整个过程中保持平衡状态。

准静态过程的特点如下:1. 平衡态:在准静态过程中,系统始终处于平衡态,宏观状态参数(如压强、温度、体积)保持稳定。

2. 可逆性:准静态过程是可逆过程的一种特殊情况,因为在整个过程中不存在不可逆的内部耗散。

3. 无宏观动能变化:由于准静态过程的缓慢性质,系统中的宏观动能变化可以忽略不计。

4. 焓守恒:在准静态过程中,系统的焓守恒,即系统的内能变化等于对外做功。

二、准静态过程的计算方法准静态过程的计算方法可以通过对系统进行控制体积或控制压强两种方式进行。

1. 控制体积的准静态过程计算方法:在这种情况下,系统的体积保持不变,通过控制其它参数(如压强、温度)来完成过程。

可以根据理想气体状态方程等进行计算。

2. 控制压强的准静态过程计算方法:在这种情况下,系统的压强保持不变,通过控制其它参数(如体积、温度)来完成过程。

可以根据理想气体状态方程等进行计算。

三、准静态过程与实际过程的关系准静态过程是理论分析中的一种简化假设,而实际过程往往较为复杂,包含了多种内部耗散和非平衡性。

实际过程与准静态过程之间存在一定的差异。

1. 实际过程的不可逆性:在实际过程中,会出现摩擦、传热不均等不可逆现象,使系统无法达到完全平衡状态。

2. 宏观动能的存在:实际过程中,系统的宏观动能变化较为显著,不能忽略不计。

3. 焓守恒的误差:由于实际过程中的不可逆性,系统的焓守恒并不严格成立,虽然误差较小,但需要在计算中加以考虑。

综上所述,准静态过程是热力学中的一种理论假设,能够帮助我们理解系统内部能量转化和传递的基本规律。

工程热力学复习题

工程热力学复习题

工程热力学复习题一、填空题1.实现热能和机械能相互转化的工作物质就叫做工质。

2.热能动力装置的工作过程,概括起来就是从高温热源吸取热能,将其中一部分转化为机械能,并把余下的一部分传给低温热源的过程。

3.热力系统与外界间的相互作用一般说有三种,即系统与外界间的热量交换、功交换和物质交换。

4.按系统与外界进行物质交换的情况,热力系统可分为闭口系统和开口系统两类。

5.状态参数的变化量等于初、终两状态下该物理量的差值,而与工质的状态变化途径无关。

6.决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需两个。

7.1mmHg= 133.3Pa;1mmH20 9.81Pa。

8.气压计读数为750mmHg,绝对压力为2.5x105Pa的表压力为0.15MPa。

9.用U形管差压计测量凝汽器的压力,采用水银作测量液体,测得水银柱高为720.6mm。

已知当时当地大气压力Pb=750mmHg,则凝汽器内蒸汽的绝对压力为0.19593MPa。

10.一个可逆过程必须是准平衡过程,而且在过程中没有任何形式的能量耗散。

11.只有平衡状态才能用参数坐标图上的点表示,只有准平衡过程才能用参数坐标图上的连续实线表示。

12.热量和功都是系统与外界能量传递的度量,它们不是状态参数而是过程量。

13.工质作膨胀功时w > 0,工质受到压缩时w < 0,功的大小决定于工质的初、终状态以及过程的变化路径14.系统的总储存能包括热力学能、宏观动能和重力位能三部分。

15.热力学能包括内动能和内位能两部分,理想气体的热力学能是温度的单值函数。

16.空气经一热力过程后热力学能增加67kJ,并消耗外功1257kJ,则此过程为放热过程。

(填吸热或放热)17.开口系统稳定流动的能量方程式是(1kg工质)q=(h2-h1)+1/2(c22-c12)+g(z2-z1)+ws,它适用于稳定流动的任何过程。

18.焓的定义式为h=u+pv,其物理意义是工质在流动状态下所具有的总能量中与热力状态有关的那部分能量。

《热工基础》张学学主编第二版课后思考题(第1-6章)

《热工基础》张学学主编第二版课后思考题(第1-6章)

思考题第一章1.平衡状态与稳定状态有何区别?热力学中为什幺要引入平衡态的概念?答:平衡状态是在不受外界影响的条件下,系统的状态参数不随时间而变化的状态。

而稳定状态则是不论有无外界影响,系统的状态参数不随时间而变化的状态。

可见平衡必稳定,而稳定未必平衡。

热力学中引入平衡态的概念,是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。

2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算?若工质的压力不变,问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化?答:不能,因为表压力或真空度只是一个相对压力。

若工质的压力不变,测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化,因为测量所处的环境压力可能发生变化。

3.当真空表指示数值愈大时,表明被测对象的实际压力愈大还是愈小?答:真空表指示数值愈大时,表明被测对象的实际压力愈小。

4. 准平衡过程与可逆过程有何区别?答:无耗散的准平衡过程才是可逆过程,所以可逆过程一定是准平衡过程,而准平衡过程不一定是可逆过程。

5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程,这种说法是否正确?答:不正确。

不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情1况下使系统回复到初态,并不是不能回复到初态。

6. 没有盛满水的热水瓶,其瓶塞有时被自动顶开,有时被自动吸紧,这是什幺原因?答:水温较高时,水对热水瓶中的空气进行加热,空气压力升高,大于环境压力,瓶塞被自动顶开。

而水温较低时,热水瓶中的空气受冷,压力降低,小于环境压力,瓶塞被自动吸紧。

7. 用U形管压力表测定工质的压力时,压力表液柱直径的大小对读数有无影响?答:严格说来,是有影响的,因为U型管越粗,就有越多的被测工质进入U型管中,这部分工质越多,它对读数的准确性影响越大。

第二章绝热刚性容器,中间用隔板分为两部分,左边盛有空气,右边为真空,抽掉隔板,空气将充满整个容器。

问:⑴空气的热力学能如何变化?⑵空气是否作出了功?⑶能否在坐标图上表示此过程?为什么?答:(1)空气向真空的绝热自由膨胀过程的热力学能不变。

南华大学工程热力学与传热学A第1-12章作业思考题(1)

南华大学工程热力学与传热学A第1-12章作业思考题(1)

第一章 基本概念思考题1. 平衡状态与稳定状态有何区别?热力学中为什么要引入平衡态的概念?答:平衡状态是在不受外界影响的条件下,系统的状态参数不随时间而变化的状态。

而稳定状态则是不论有无外界影响,系统的状态参数不随时间而变化的状态。

可见平衡必稳定,而稳定未必平衡。

热力学中引入平衡态的概念,是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。

2. 表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算?若工质的压力不变,问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化?答:不能,因为表压力或真空度只是一个相对压力。

若工质的压力不变,测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化,因为测量所处的环境压力可能发生变化。

4. 准平衡过程与可逆过程有何区别?答:准平衡过程(准静态过程):是指过程中系统所经历的每一个状态都无限接近于平衡状态的过程。

可逆过程:是指当系统完成某一路径后,如果全过程沿相同的路径逆行而能使过程中所涉及的一切(系统,环境)都恢复到原来的状态而不留下任何痕迹,则这一过程即为可逆过程。

准静态过程和可逆过程的着眼点不同:准静态过程只着眼于工质内部的平衡,有无外部的机械摩擦(耗散)对工质内部的平衡并无影响;可逆过程则分析工质与外界作用所产生的总效果。

不仅强调工质内部的平衡,而且要求工质与外界作用可以无条件地逆复,过程进行时不存在任何能量的耗散。

可逆过程是无耗散的准静态过程。

所以可逆过程一定是准平衡过程,而准平衡过程不一定是可逆过程。

准平衡过程只注重的是系统内部 而可逆过程是内外兼顾!习题1-1已知大气压力计读数为755 mmHg ,试完成以下计算: (1)表压力为13.6Mpa 时的绝对压力(kPa ); (2)绝对压力为2.5 bar 时的表压力; (3)真空表读数为700 mmHg 时的绝对压力; (4)绝对压力为0.5 bar 时相应的真空度(mbar )。

解:kPa bar p b 100.61.00610133.37555==××=−kPa p p p g b 6.137********.100=+=+= kPa bar p p p b g 4.149494.1006.15.2==−=−= kPa mmHg p p p v b 3315.755700755==−=−=kPa bar p p p b v 6.50506.05.0006.1==−==−1-4 图1-10所示的圆筒形容器,其直径为450mm ,压力表A 的读数为360kPa ,压力表B 的读数为170kPa ,大气压力为100mmHg 。

解析准静态过程和可逆过程

解析准静态过程和可逆过程

解析准静态过程和可逆过程【摘要】本文对经典热力学中两个重要概念——准静态过程和可逆过程进行了分析,剖析了准静态过程和可逆过程之间的联系和区别,有助于对两个概念的正确理解,运用这两个概念解决热力学的问题。

【关键词】准静态过程可逆过程【中图分类号】 O414.1【文献标识码】 A【文章编号】 1006-9682(2009)12-0069-02准静态过程和可逆过程是热力学中的两个很重要的概念。

目前国内很多教材对这两个概念并不加以明显的区分,很多文献直接冠以准静态过程的功、热量的说法。

对这两个热力学过程,笔者有一些自己的看法,在这里和同行们进行共同的探讨。

一、准静态过程的定义就热力系本身而言,热力学仅对平衡状态进行描述,“平衡”就意味着宏观是静止的;而要实现能量的转换,热力系又必须通过状态的变化即过程来完成,“过程”就意味着变化,意味着平衡被破坏。

“平衡”和“过程”这两个矛盾的概念怎样统一起来呢?这就需要引入准平衡过程。

[1]《中国大百科全书》(物理卷)中这样定义准静态过程:[2]准静态过程是“热力学系统在变化时经历的一种理想过程,准静态过程的每一个中间状态都处于平衡态”。

或者可以更明确的定义:热力学系统状态发生变化时,经历的每一中间状态都无穷接近于平衡态的热力过程称为准静态过程。

尽管实际的热力过程都是在有限的温差和压差下进行的,都是不平衡过程。

但如果和弛豫时间相比,热力过程进行的足够缓慢的话,那么系统在实际过程中所经历的状态都十分接近于平衡态,以至我们可用无穷多个势差为无穷小,前后相继的平衡态来描述系统实际经过的热力过程。

显然,这是一种理想化了的过程,但是这种与实际偏离、被理想化了的方法,为经典热力学描述系统经历的实际变化过程提供了可能,使得状态变化能够在热力性质图上用热力过程曲线来描述。

因此,准静态过程是经典热力中一类极为重要的过程。

[3]二、可逆过程的定义可逆过程是热力学中从另一个角度定义的一类理想过程。

可逆过程和准平衡过程的关系

可逆过程和准平衡过程的关系

可逆过程和准平衡过程的关系
可逆过程和准平衡过程是热力学中两个相关但不完全相同的概念。

可逆过程是指系统与环境之间的能量与物质交换过程,在整个过程中系统与环境之间不存在任何内部或外部的不可逆現象。

可逆过程是热力学中的一个理想化过程,它可以在任意时间逆转并返回初始状态,同时系统和环境都不会发生不可逆变化。

准平衡过程是指系统与环境之间的交换过程,其中系统经历的状态变化遵循热力学第一定律,而系统和环境之间的交换是在某种约束条件下进行的。

准平衡过程并不完全符合可逆过程的要求,因为它可能包含一些不可逆过程,例如摩擦、导热、粘滞等。

但是,在特定的约束条件下,准平衡过程可以接近可逆过程,并且比不可逆过程更接近可逆过程。

因此,可逆过程是准平衡过程的一个特殊情况,它是准平衡过程在没有任何不可逆变化的情况下的极限情况。

在实际系统中,很难实现完全可逆过程,因此准平衡过程是更常见的现象。

准静态和可逆过程的关系

准静态和可逆过程的关系

准静态和可逆过程的关系
嘿,咱今天就来唠唠准静态和可逆过程的关系。

你说这准静态啊,就像是一个慢性子的家伙,干啥都慢悠悠的,一步一步稳稳当当。

它的变化过程那叫一个平缓,几乎让人感觉不到什么大动静。

而可逆过程呢,就像是个特别会“反悔”的机灵鬼。

它能来来回回地折腾,走了一遍还能原模原样地倒回去。

这俩家伙的关系啊,就有点像一对好伙伴。

准静态给可逆过程提供了一个安稳的环境,让它能好好地施展自己“反悔”的本事。

要是没有准静态这个慢性子在那稳稳当当的,可逆过程可能也没法那么自在地折腾啦。

想象一下,准静态就像一条平坦的大道,可逆过程在上面欢快地跑着,一会儿向前,一会儿又能倒回来,玩得不亦乐乎。

要是这大道坑坑洼洼的,那可逆过程跑起来也不顺畅呀。

比如说吧,我们在生活中有时候也能体会到这种感觉。

就像你慢慢地做一件事,很有条理,这就有点像准静态。

然后你发现做错了,还能轻轻松松地改回来,这就有点可逆过程的意思了。

但可别以为这俩家伙总是那么和谐哦。

有时候也会有小摩擦呢,就像生活中再好的伙伴也会有闹别扭的时候。

总之呢,准静态和可逆过程的关系那是相当密切,它们相互配合,给我们的物理世界带来了很多有趣的现象和规律。

哎呀,说了这么多,咱再回头看看。

这不就是准静态和可逆过程的那些事儿嘛,它们就像一对特别的朋友,在物理的大舞台上一起演绎着精彩的故事呢。

希望咱今天这么一唠,你也能对准静态和可逆过程的关系有更深的理解啦!哈哈!。

准静态过程与可逆过程有什么不同和联系

准静态过程与可逆过程有什么不同和联系

准静态过程与可逆过程有什么不同和联系1.准静态过程与可逆过程有什么不同和联系区别:准静态过程只着眼于工质内部的平衡,有无外部机械摩擦对工质内部的平衡并不影响,准静态过程进行时可能发生能量耗散,可逆过程不仅要求工质内部平衡还要求工资与外界的作用可以无条件的逆复,过程进行时不存在任何能量的耗散联系:可逆过程一定是准静态过程,准静态过程不一定是可逆过程2.熵增原理的实质是什么?○1凡是孤立系统总熵减小过程都是不可能发生的,理想可逆情况也只能实现总熵不变○2熵增原理给出了系统达到平衡状态的判据,随着过程进行,孤立系统内部由不平衡向平衡发展,总熵增大,当孤立系统总熵达到最大值时,系统达到相应的平衡态○3孤立系统内各部分物体熵可能增大,也可能减小或不变,但孤立系统的熵必增大或不变3.朗肯循环和卡洛循环有什么区别?○1朗肯循环由两等压过程,两绝热过程组成,卡洛循环由两个等温过程等熵过程构成循环○2朗肯循环汽完全液化,水蒸气的卡洛循环汽不完全液化○3郎肯循环采用了过热蒸汽,蒸汽在过热压加热为定压加热并不是定温加热,卡洛循环不具有此特征4.敞开的水箱不能降温而空调可以降温,为什么○1以门窗紧闭的房间为研究对象,由于空调安装在窗上,它向大气散热故闭口系统不绝热向外散热为Q○2其耗散的功为负功○3闭口系统能量方程Δu=W-Q Q绝对值大于W的绝对值所以Δu<0 空气内能减小相应温度降低因此空调可以降温5.可逆绝热过程这句话对吗?为什么○1不对,可逆绝热过程就是定熵过程,但系统定熵过程可能由于熵减恰等于各种原因造成的熵增,不一定可逆绝热过程6.0摄氏度的冰在温度为20摄氏度的大气中逐渐融化为水试分析说明过程是否可逆,熵变的大气和冰哪个更大,为什么?○1过程不可逆○2过程中冰的熵变大于大气的熵变○3因为冰与大气构成了孤立系统该孤立系统的熵变大于0 而冰吸热熵变为正大气放热熵变为负.故过程中冰的熵变必须大于大气的熵变7.功与热量的主要公共特征?○1功和热量都是系统之间的能量传递度量○2都必须穿越系统边界○3都是过程量8.闭口系统从温度300K的热源吸收500K,系统熵变22KJ/k,问这一过程能否实现,为什么○1能实现○2对于可逆过程的熵有:ds=sq/t,则系统从热源吸热时可能达到的最大熵增为ds=500/300=1.67kj/k Δs=22>1.67.因此该过程可以实现9.过热水蒸气和过冷水蒸气有何区别过热水蒸气是水蒸气所处的温度水蒸气压力所对应的饱和温度时的水蒸气,而过冷水蒸气是水所处温度低于水具有的压力所对应的饱和温度的水蒸气10,郎肯循环的热效率不高是不是因为等温放热放热量太大,为什么? 不是,朗肯循环热效率不高的主要原因是因为其液体加热段加热温度低,便平均加热温度较低,而等温放热过程是理想放热过程\11,两个完全绝热而且容积相等的容器A,B内有同样的理想气体,其温度和压力也相同,容器A和一个小型可逆绝热汽轮机相连,带动发动机,容器B则通过绝热阀门排气,若两者均把大气排向空气,这两种设备均可工作到气体不在膨胀为止,当两个系统停止排气时,容器A内的气体的温度是否等于容器B的温度?当两个容器内的压力减少到原来的一半时,从汽轮机排出的温度与从阀门排出的气体温度的联系?○1等于○2因为容器B内气体的状态变化过程,也可用可逆绝热过程方程式描述,而理想气体的节流温度不变○3当两个容器中的压力都降到原来原来压力的一半时,从汽轮机排除的温度低于阀门排除气体的温度因为从汽轮机排除的气体经过了膨胀降温,而从阀门排出的气体温度与进入汽轮机的气体温度相等。

准静态过程与可逆过程

准静态过程与可逆过程
p A p1
P’ B P2 W1 W2 V1 V’ V2
4.无限多次恒外压膨胀:(T, V1, P1) → (T, V2, P2) 无限多次恒外压膨胀: 无限多次恒外压膨胀
这相当于活塞筒外有一堆细沙,每次拿掉一粒, 这相当于活塞筒外有一堆细沙,每次拿掉一粒,该膨 胀过程是无限缓慢的,每一步都接近于平衡态。 胀过程是无限缓慢的,每一步都接近于平衡态。 无限缓慢的 We,4 = - ΣPedV = - Σ (Pi-dP)dV
几种特殊过程的体积功
(a)等温可逆过程: W = nRTIn V 2 = nRT ln P2 )等温可逆过程: V1 P 1 (b)等压过程:P外=P1=P2=P,W = - P(V2-V1) )等压过程: , (c)可逆相变:在正常沸点的蒸发 )可逆相变: 或凝聚, 或凝聚,在凝固点的凝固或溶化过程 都是可逆相变。 都是可逆相变。 W = - PV = - P(V气-V液) ≈ - PV气 = - nRT
二、体积功
1.定义:当体系的体积发生变化时,体系对环境或环境 1.定义:当体系的体积发生变化时, 定义 对体系所作的功称为体积功(膨胀功或压缩功) 对体系所作的功称为体积功(膨胀功或压缩功)
δW = Fd l = P外Ad l = P外dV 外 为膨胀时体系体积的变化值) (dV为膨胀时体系体积的变化值) 为膨胀时体系体积的变化值
强度因素的大小决定了能量的传递方向,而广度因素则决 强度因素的大小决定了能量的传递方向, 定了功值的大小 强度因素- 强度因素-广义力 广度因素的变化- 广度因素的变化-广义位移 功=广义力×广义位移 广义力× 通常体系抵抗外力所做的功可以表示为: 通常体系抵抗外力所做的功可以表示为: PdV+(Xdx+Ydy+Zdz+……) δW = -PdV+(Xdx+Ydy+Zdz+ ) = δWe+ δWf δWe:体积功 δWf:非体积功

“工程热力学及传热学”教学中关于准静态过程和可逆过程的几点思考

“工程热力学及传热学”教学中关于准静态过程和可逆过程的几点思考

“工程热力学及传热学”教学中关于准静态过程和可逆过程的几点思考作者:武和全刘志宏来源:《科教导刊》2015年第11期摘要本文分析了工程热力学及传热学中准静态过程和可逆过程之间的联系和区别,加深了对这两个概念的理解,从而更好地解决热力学的相关问题。

关键词工程热力学准静态过程可逆过程中图分类号:G424 文献标识码:A ; DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.04.059Reflections on Teaching Reform about the Course of EngineeringThermodynamics and Heat TransferWU Hequan, LIU Zhihong(College of Automotive and Mechanical Engineering,Changsha University of Science and Technology, Changsha, Hu'nan 410114)Abstract This paper analyzes the relationship and difference between the quasi-static process and reversible process in the course of engineering thermodynamics and heat transfer. It has enhanced the understanding of these concepts, in order to deal with the issues related to thermodynamics better.Key words engineering thermodynamics; quasi static process; reversible process0 引言“工程热力学与传热学”是汽车服务工程、热能与动力工程等专业的必修课程。

可逆过程与准静态过程的关系

可逆过程与准静态过程的关系
(1)理想气体状态方程
pv RgT
pV mRgT
pV nRT
p Pa N/m2 v m3/kg T K
Rg —气体常数 R—通用气体常数
J/(kg K)
R 8.3145J/(mol K)
摩尔质量 R MRg
26/48
(2)实际气体的状态方程
v6
T2
v3
维里型方程
z
pv RgT
1
B v

C v2

D v3

1 B' p C' p2
28/48
4. 状态参数坐标图
一简单可压缩系只有两个独立参数,所以 可用平面坐标上一点确定其状态,反之任一状 态可在平面坐标上找到对应点,如:
p
p1 1
T
T2
21/48
6. 比体积和密度
比体积
密度
v V 单位质量工质的体积 m3/kg
m
m
V
单位体积工质的质量
kg/m3
两者关系:
v

1

22/48
1-4 平衡状态
1. 平衡状态
定义:无外界影响系统保持状态参数不随时间而改变 的状态
•热平衡: 在无外界作用的条件下,系统内部、系统与外
界 处处温度相等。 •力平衡: 在无外界作用的条件下,系统内部、系统与外 界处处压力相等。 •热力平衡的充要条件 —系统同时达到热平衡和力平衡。
讨论: 1)系统平衡与均匀
2)平衡与稳定
— 平衡可不均匀
— 稳定未必平衡 24/48
2. 状态公理
n f 1
n—系统独立的状态参数数; f—系统与外界交换功形式数。 简单可压缩系与外界仅有容积变化功一种形式
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1.准静态过程与可逆过程有什么不同和联系
区别:准静态过程只着眼于工质内部的平衡,有无外部机械摩擦对工质内部的平衡并不影响,准静态过程进行时可能发生能量耗散,可逆过程不仅要求工质内部平衡还要求工资与外界的作用可以无条件的逆复,过程进行时不存在任何能量的耗散
联系:可逆过程一定是准静态过程,准静态过程不一定是可逆过程2.熵增原理的实质是什么?
○1凡是孤立系统总熵减小过程都是不可能发生的,理想可逆情况也只能实现总熵不变
○2熵增原理给出了系统达到平衡状态的判据,随着过程进行,孤立系统内部由不平衡向平衡发展,总熵增大,当孤立系统总熵达到最大值时,系统达到相应的平衡态
○3孤立系统内各部分物体熵可能增大,也可能减小或不变,但孤立系统的熵必增大或不变
3.朗肯循环和卡洛循环有什么区别?
○1朗肯循环由两等压过程,两绝热过程组成,卡洛循环由两个等温过程等熵过程构成循环
○2朗肯循环汽完全液化,水蒸气的卡洛循环汽不完全液化
○3郎肯循环采用了过热蒸汽,蒸汽在过热压加热为定压加热并不是定温加热,卡洛循环不具有此特征
4.敞开的水箱不能降温而空调可以降温,为什么
○1以门窗紧闭的房间为研究对象,由于空调安装在窗上,它向大气散
热故闭口系统不绝热向外散热为Q
○2其耗散的功为负功
○3闭口系统能量方程Δu=W-Q Q绝对值大于W的绝对值
所以Δu<0 空气内能减小相应温度降低因此空调可以降温
5.可逆绝热过程这句话对吗?为什么
○1不对,可逆绝热过程就是定熵过程,但系统定熵过程可能由于熵减恰等于各种原因造成的熵增,不一定可逆绝热过程
6.0摄氏度的冰在温度为20摄氏度的大气中逐渐融化为水试分析说明过程是否可逆,熵变的大气和冰哪个更大,为什么?
○1过程不可逆
○2过程中冰的熵变大于大气的熵变
○3因为冰与大气构成了孤立系统该孤立系统的熵变大于0 而冰吸热熵变为正大气放热熵变为负.故过程中冰的熵变必须大于大气的熵变7.功与热量的主要公共特征?
○1功和热量都是系统之间的能量传递度量
○2都必须穿越系统边界
○3都是过程量
8.闭口系统从温度300K的热源吸收500K,系统熵变22KJ/k,问这一过程能否实现,为什么
○1能实现
○2对于可逆过程的熵有:ds=sq/t,则系统从热源吸热时可能达到的最大熵增为ds=500/300=1.67kj/k Δs=22>1.67.因此该过程可以实现
9.过热水蒸气和过冷水蒸气有何区别
过热水蒸气是水蒸气所处的温度水蒸气压力所对应的饱和温度时的水蒸气,而过冷水蒸气是水所处温度低于水具有的压力所对应的饱和温度的水蒸气
10,郎肯循环的热效率不高是不是因为等温放热放热量太大,为什么? 不是,朗肯循环热效率不高的主要原因是因为其液体加热段加热温度低,便平均加热温度较低,而等温放热过程是理想放热过程\
11,两个完全绝热而且容积相等的容器A,B内有同样的理想气体,其温度和压力也相同,容器A和一个小型可逆绝热汽轮机相连,带动发动机,容器B则通过绝热阀门排气,若两者均把大气排向空气,这两种设备均可工作到气体不在膨胀为止,当两个系统停止排气时,容器A内的气体的温度是否等于容器B的温度?当两个容器内的压力减少到原来的一半时,从汽轮机排出的温度与从阀门排出的气体温度的联系?
○1等于
○2因为容器B内气体的状态变化过程,也可用可逆绝热过程方程式描述,而理想气体的节流温度不变
○3当两个容器中的压力都降到原来原来压力的一半时,从汽轮机排除的温度低于阀门排除气体的温度因为从汽轮机排除的气体经过了膨胀降温,而从阀门排出的气体温度与进入汽轮机的气体温度相等。

12.如图所示电加热装置,容器中盛有空气,并没有电热丝,试问取什么系统时,系统与外界交换的是热量,又取什么为系统时系统与外界交换的是电热功;而取什么为系统时,系统与外界没有任何能量交

答:取空气及电热丝为系统时,系统与外界交换的是热量;
取空气及电热丝为系统时,系统与外界交换的是电热功;
取空气电热丝及电池在内的电路为系统时,系统与外界没有任何能量交换。

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