工程热力学课后思考题标准答案第四版沈维道童钧耕

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（传热量)，随物质进出的热能(准确地说是热力学能)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 =p ｂ＋p g (p > p ｂ), p ＝ p b -p v （p ＜ ｐb )

中,当地大气压是否必定是环境大气

压？

当地大气压p b 改变，压力表读数就会改变。当地大气压

p b 不一定是环境大气压。 5.温度计测温的基本原理是什么?

热力学第零定律

Th ｅ zerot ｈ l ａw of the ｒｍodyn ａmics ena ｂｌe ｓ u ｓ to m ｅa ｓure ｔemp ｅrature ． In ord ｅr to m ｅasure temperatur ｅ of bo ｄy Ａ, w ｅ compare ｂody Ｃ — a ｔhermometer — with body A

a ｎd ｔempe ｒatu ｒe

scal ｅs （温度的标尺，简称温标) ｓeparately. W ｈen ｔh ｅy are ｉn th ｅr ｍal e ｑｕｉli ｂrium, t ｈey have ｔhe sa ｍe tempera ｔure ． Then we can know th ｅ ｔemp ｅrat ｕｒe of b ｏd ｙ Ａ wit ｈ ｔe ｍｐerat ｕr ｅ scal ｅ m ａrk ｅd on t ｈermometer. 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。 7.促使系统状态变化的原因是什么？举例说明。

有势差(温度差、压力差、浓度差、电位差等等）存在。

８．分别以图1－２0所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水和正在运行的电视机为研究对象，说明这些是什么系统。

参加公路自行车赛的运动员是开口系统、运动手枪中的压缩空气是闭口绝热系统、杯子里的热水是开口系统(闭口系统——忽略蒸发时）、正在运行的电视机是闭口系统。

p 2=p g 2+p 1

p b p g 2

p g 1

p 1=p g 1+p b

4题图

9．家用电热水器是利用电加热水的家用设备，通常其表面散热可忽略。取正在使用的家用电热水器为控制体（但不包括电加热器),这是什么系统？把电加热器包括在研究对象内,这是什么系统？什么情况下能构成孤立系统？

不包括电加热器为开口(不绝热)系统（a 图)。包括电加热器则为开口绝热系统(ｂ图)。

将能量传递和质量传递(冷水源、热水汇、热源、电源等）全部包括在内,构成孤立系统。或者说，孤立系统把所有发生相互作用的部分均包括在内。

10.分析汽车动力系统（图1-21)与外界的质能交换情况。

吸入空气，排出烟气,输出动力（机械能）以克服阻力,发动机水箱还要大量散热。不考虑燃烧时,燃料燃烧是热源,燃气工质吸热;系统包括燃烧时，油料发生减少。

11．经历一个不可逆过程后，系统能否恢复原来状态?包括系统和外界的整个系统能否恢复原来状态?

经历一个不可逆过程后，系统可以恢复原来状态,它将导致外界发生变化。包括系统和外界的整个大系统不能恢复原来状态。

1２.图１-2２中容器为刚性绝热容器，分成两部分,一部分装气体,一部分抽

成真空,中间是隔板,

(1)突然抽去隔板，气体(系统)是否作功？ （2)设真空部分装有许多隔板,逐个抽去隔板,每抽一块板让气体先恢复平衡在抽下一块,则又如何？

（3）上述两种情况从初态变化到终态,其过程是否都可在ｐ-v 图上表示？ 1３.过程１ａ2是可逆过程，过程１ｂ２是不可逆过程。有人说过程１ａ2对外作功大于过程1b2,你是否同意他的说法?为什

么?

不同意。过程1a2的作功量是确定的，而过程1b2的作功量不确定,因而无法比较。

１4．系统经历一可逆正向循环和其逆向可逆循环

后，系统和外界有什么变化？若上述正向循环及逆向循环中有不可逆因素,则系统及外界有什么变化?

系统经历一可逆正向循环和其逆向可逆循环后,系统和外界没有变化。若上述正向循环及逆向循环中有不可逆因素，则系统恢复原来状态，外界则留下了变化（外界的熵增加）。

1５．工质及气缸、活塞组成的系统经循环后,系统输出功中是否要减去活塞排斥大气功才是有用功? p

v

1

a b 2

9题图

a b

冷水

冷水

热水

传热

传热

热水

电流