《工程热力学》(第四版)习题提示及答案09章习题提示与答案
工程热力学 第四版思考题答案(完整版)(沈维道)(高等教育出版社)
工程热力学第四版沈维道 思考题 完整版第1章 基本概念及定义1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗?答：否。
当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。
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有何区别和联系，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。
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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=pb+pg (p> pb), p=pb -pv (p< pb)中，当地大气压是否必定是环境大气压？当地大气压pb 改变，压力表读数就会改变。
当地大气压pb 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。
7．促使系统状态变化的原因是什么？举例说明。
工程热力学课后思考题答案__第四版_沈维道_童钧耕主编_高等教育出版社汇总
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。
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 < p b )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。
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。
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。
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p v1a b29题图a b冷水 冷水热水传热 传热 热水 电流下一块，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？4．一刚性容器，中间用绝热隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空，如图2-12所示。
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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。
24p=p b+p g中，压p b67．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。
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12（1（2）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？p14．一刚性容器，中间用绝热隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空，如图2-12所示。
若将隔板抽去，分析容器中空气的热力学能将如何变化？若在隔板上有一小孔，气体泄漏入B 中，分析A 、B 两部分压力相同时A 、B 两部分气体热力学能如何变化？ 能在。
89．气体流入真空容器，是否需要推动功？推动功的定义为，工质在流动时，推动它下游工质时所作的功。
下游无工质，故不需要推动功。
利用开口系统的一般能量方程式推导的最终结果也是如此。
11．为什么稳定流动开口系内不同部分工质的比热力学能、比焓、比熵等都会改变，而整个系统的∆U CV =0、∆H CV =0、∆S CV=0?控制体的∆U CV=0、∆H CV=0、∆S CV=0是指过程进行时间前后的变化值，稳定流动系统在不同时间内各点的状态参数都不发生变化，所以∆U CV=0、∆H CV=0、∆S CV=0。
稳定流动开口系内不同部分工质的比热力学能、比焓、比熵等的改变仅仅是依坐标的改变。
13.1-1、2-2h3q m3（h3+c f32/2+gz3）如果合流前后流速变化不太大，且势能变化一般可以忽略，则能量方程为：q m1⋅h1+ q m2⋅h2= q m3⋅h3出口截面上焓值h3的计算式h3=（q m1⋅h1+ q m2⋅h2）/ q m3本题中，如果流体反向流动就是分流问题，分流与合流问题的能量方程式是一样的，一般习惯前后反过来写。
工程热力学课后思考题答案__第四版_沈维道_童钧耕之欧阳体创编
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=pb+pg (p> pb), p= pb -pv (p<pb)中，当地大气压是否必定是环境大气压？当地大气压pb改变，压力表读数就会改变。
当地大气压pb 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。
7．促使系统状态变化的原因是什么？举例说明。
工程热力学课后思考题答案__第四版_沈维道_童钧耕主编_高等教育出版社
工程热力学课后思考题答案第1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？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 < p b )中，当地大气压是否必定是环境大气压？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。
4题图环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
“当地大气压”并非就是环境大气压。
准确地说，计算式中的Pb 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”。
当地大气压就是指的所处地点的大气压力. 任何一个地点的大气压不仅是海拔高度的函数, 而且是天气或者说是气候的函数. 也就是说是时间的函数. 但是某地的大气压随时间的变化并不会很大, 也不会非常频繁. 假如当地大气压仅仅是指所处地点地表附近的大气压, 那么所处地点上方空间中的任何一个位置就不能说成是"当地", 而只能说成是"环境",5．温度计测温的基本原理是什么？热力学第零定律如果两个热力系的每一个都与第三个热力系处于热平衡，则它们彼此也处于热平衡。
工程热力学思考题及答案 第 九 章
∫ Tds
2
。
2
等温过程所作的功为图 7-1 中面积 1-2T-m-n-1，绝热过程所作的功为图中面积 1- 2 s -f-n-1 多变过程所作的功为图中面积 1-2’n-j-g-2n-1 4．叶轮是压气机不可逆绝热压缩比可逆绝热压缩多耗功可用图 7-2 中的面积 m2s2’nm 表示，这 是否即是此不可逆过程的做功能力损失？为什么？
沈维道、将智敏、童钧耕《工程热力学》课后思考题答案
工程热力学思考题及答案
第 九 章 压气机的热力过程
1.如果由于应用汽缸冷却水套以及其他冷却方法， 气体在压气机气缸中已经能够按定温过程进行压 缩，这时是否还需要采用分级压缩？为什么？ 答：分级压缩主要是减小余隙容积对产气量的影响，冷却作用只是减小消耗功。所以仍然需要采用 分级压缩。 2.压气机按定温压缩时气体对外放出热量， 而按绝热压缩时不向外放热， 为什么定温压缩反较绝热 压缩更为经济？ 答：绝热压缩时压气机不向外放热，热量完全转化为工质的内能，使工质的温度升高不利于进一步 压缩容易对压气机造成损伤，耗功大。等温压缩压气机向外放热，工质的温度不变，有利于进一步 压缩耗功小，所以等温压缩更为经济。 3.压气机所需要的功也可以由第一定律能量方程式导出，试导出定温、多变、绝热压缩压气机所需 要的功，并用 T-s 图上面积表示其值。 答：由第一定律能量方程式 q = Δh + wt ，定温过程 Δh = 0 ，所以 wc = − wt = − q = −TΔs ，同时
'
1
答：多消耗的功量并不就是损失的做功能力损失。因为
i = T0 Δs g = T0 ( s 2 ' − s1 ) = T0 ( s 2 ' − s1 ) = 2 T ( s 2 ' − s1 )
工程热力学第9章答案
1.4 −1 1.4
= 391.615K
出口气流流速
c 2 = 2c p (T0 − T2 ) = 2 × 1004 × (453.15 − 391.615) = 351.51m / s
比体积 v 2 =
R g T2 P2
=
287 × 351.51 = 0.06726m 3 / kg 6 1.5 × 10
1.4 −1
出口气流流速
c 2 = 2c p (T0 − T2 ) = 2 × 1004 × (611.355 − 509.390) = 452.488m / s
出口空气比体积 v 2 =
R g T2 P2
=
287 × 509.390 = 0.5192m 3 / kg 6 0.2816 × 10
流进喷管的质量流量为 q m =
T2 = 691.071K
出口处流速 c 2 =
2c p (T0 − T2 ) = 2 × 1004 × (829.285 − 691.071) = 526.815m / s ⎞ k −1 ⎛ 691.071 ⎞ 1.4−1 ⎟ = 0.194 MPa ⎟ ⎟ = 0.3674 × ⎜ ⎝ 829.285 ⎠ ⎠ =
3.14 ⎛ 800 ⎞ 2 蒸汽流通的面积 A = d = ×⎜ ⎟ = 0.5024m 4 4 ⎝ 1000 ⎠
2
π
2
蒸汽在管道中的流速 c f =
1000 × D × v 1000 × 1000 × 0.0209326 = = 11.574m / s 3600 A 3600 × 0.5024
9-2 滞止压力 p0 和静压力 p 可以用如图 9-3 所示的这种叫皮托管的仪器来测量， 利用测 得的两种压力的数据可以求出流体的速度。 试证明， 对于不可压缩流体的速度可以用静压力 p、滞止压力 p0，以下列形式表示： c = 解：根据能量方程 h +
工程热力学第四版完整课后答案(华自强张忠进)
工程热力学第四版（华自强/张忠进）习题提示与答案1-1 试确定表压力为0.1 kPa 时U 形管压力计中的液柱高度差。
(1)液体为水，其密度为1 000 kg/m 3；(2)液体为酒精，其密度为789 kg/m 3。
提示：表压力数值等于U 形管压力计显示的液柱高度的底截面处液体单位面积上的力，g h p ρ∆=e 。
答案：(1) mm 10.19=∆水h (2) mm 12.92=∆酒精h 。
1-2 测量锅炉烟道中真空度时常用斜管压力计。
如图1-17所示，若α=30°，液柱长度l ＝200 mm ，且压力计中所用液体为煤油，其密度为800 kg/m 3 ，试求烟道中烟气的真空度为多少mmH 2O(4 ℃)。
提示：参照习题1-1的提示。
真空度正比于液柱的“高度”。
答案：()C 4O mmH 802v ο=p 。
1-3 在某高山实验室中，温度为20 ℃，重力加速度为976 cm/s 2，设某U 形管压力计中汞柱高度差为30 cm ，试求实际压差为多少mmHg(0 ℃)。
提示：描述压差的“汞柱高度”是规定状态温度t =0℃及重力加速度g =980.665cm/s 2下的汞柱高度。
答案：Δp =297.5 mmHg(0℃)。
1-4 某水塔高30 m ，该高度处大气压力为0.098 6 MPa ，若水的密度为1 000 kg/m 3 ，求地面上水管中水的压力为多少MPa 。
提示：地面处水管中水的压力为水塔上部大气压力和水塔中水的压力之和。
答案：Mpa 8 0.392=p 。
1-5 设地面附近空气的温度均相同，且空气为理想气体，试求空气压力随离地高度变化的关系。
又若地面大气压力为0.1 MPa ，温度为20 ℃，求30 m 高处大气压力为多少MPa 。
提示： h g p p ρ-=0 →TR hg p p g d d -=，0p 为地面压力。
答案：MPa 65099.0=p 。
1-6 某烟囱高30 m ，其中烟气的平均密度为0.735 kg/m 3。
工程热力学第四版严家禄(习题及答案)1-8章修正后
工程热力学（第四版）严家禄编著第一章基本概念思考题：2、4 习题布置：1-4、1-6 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。
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。
习题答案：1-4用斜管式压力计测量锅炉管道中烟气的真空度。
管子的倾角30α=，压力计中使用密度为800Kg/m 3的煤油。
倾管中液柱长度为l=200mm 。
当时大气压力B=745mmHg ，问烟气的真空度为多少毫米汞柱？绝对压力为多少毫米汞柱？ [解]： (1) 根据式(1-6)式有(2) 根据(1-5)式有3745784.575006210739.12v P B P mHg-=-=-⨯⨯=*此题目的练习真空度，绝对压力，表压之间的关系及压力单位之间的换算关系。
1-6有一容器，内装隔板，将容器分成A 、B 两部分 (图1-14)。
容器两部分中装有不同压力的气体，并在A 的不同部位安装了两V 2P glsin308009.806650.20.5=784.5Pa=80mmH Oρ==⨯⨯⨯图 1-13图1-14个刻度为不同压力单位的压力表。
《工程热力学》第四版课后思考题答案.docx
工程热力学课后思考题答案第四版1 •不•定，稳定流动系统内质量也保持fii定。
2.不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递（传热最），随物质进出的热能（准确地说是热力学能）不在其中。
3.平衡状态一定是稳定状态，稳定状态则不一定是平衡状态。
4.当地大气压內改变，压力表读数就会改变。
当地大气压內不一定是环境大气压。
5.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（温度的标丿Q,简称温杓;）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.不同测温物质的测温结果有较大的误菲，因为测温结果依赖于测温物质的性质。
7.有势差（温度差、压力差、浓度差、电位差等等）存在。
8.参加公路白行车赛的运动员是开口系统、运动手枪屮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——忽略熬发时）、正在运行的电视机是闭口系统。
9.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.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。
工程热力学(第四版)课后习题提示与答案
的绝对零度与热力学温标零度相同，则该温标读数为 0°N 时，其绝对温标读数是多少 °Q ？
提示和答案：（1）
{t}°N −100 = {t}°C − 0 1000 −100 100 − 0
{t}°N = 9{t}°C + 100
（2） {T}°Q = {t}°N + 常数 = 9{t}°C + 100 + 常数 = 9[{T}K − 273.15] + 100 + 常数
1-12 气缸中密封有空气，初态为 p1 = 0.2MPa，V1 = 0.4m3 ，缓慢胀到V2 = 0.8m3 。（1）
过程中
pV
保持不变；（2）过程中气体先循{ p} MPa
=
0.4
−
0.5
{V
} m
3
膨胀到 Vm
=
0.6m3 ，再维
2
第一章 基本概念
持压力不变，膨胀到V2 = 0.8m3 。分别求出两过程中气体作出的膨胀功。
提 示 和答 案 ： 容器表 面 力 为两侧 压 力 差与表 面 积 的乘积 。 可 解得 p = 691.75Pa ，
F = 1.261×106 N 。
1-5 用∪型压力计测量容器中气体的压力，在水银柱上加一段 水，则得水柱高 1020mm，水银柱高 900mm，如图 1-24 所示，若 当地大气压为 755mmHg，求容器中气体的压力为多少 MPa？
有用功Wu ；（3）若活塞与气缸无摩擦，系统输出的有用功Wu,re 。
提示和答案：
活 塞 移 动 距 离 L = V2 − V1 = 1.5m 。（ 1 ） 气 体 膨 胀 作 功 A
∫ ∫ W =
2
pdV =
工程热力学第四版(高教版)课后习题答案
1-2 英制系统中朗肯温度与华氏温度的关系为{T }° R = {t}° F + 459.67 。已知热力学绝对温
标及朗肯温标在纯水冰点的读数分别是 273.15K 和 491.67°R ；汽点的读数分别是 373.15K 和 671.67°R 。
（1）导出朗肯温度和开尔文温度的关系式； （2）开尔文温标上绝对零度在朗肯温标上是多少度？ 解：（1）若任意温度 T 在朗肯温标上读数为 T (°R) 在热力学绝对温标上读数为 T（K），
1-7 用斜管压力计测量锅炉烟道烟气的真空度（如图 1-24）管子
3
3
管中液柱长度 l = 200mm 。当地大气压力 pv = 745mmHg 。求烟气的
真空度（以 mmH2O 表示）及绝对压力（以 Pa 表示）。 解：倾斜式压力计上读数即烟气的真空度
pv = l sin g
3
3
因1Pa
=
+
0.724)MPa× 2
(245.81
163.87)m3
(0.724 +
+
0.500)MPa× 2
(327.74
245.81)m3
+
(0.500
+
0.396)MPa× 2
(409.68
327.74)m3
(0.396 +
+
0.317)MPa× 2
(491.61
409.68)m3
+(0.317
解：
t
= Wne t Q1
（1）该新温标与摄氏温标的关系； （2）若该温标的绝对零度与热力学温标零度相同，则该温标读数为 0°N 时，其绝对温标 读数是多少 °Q ？ 解：（1） {t}° N 100= {t}° C 0
工程热力学 第四版思考题答案(完整版)(沈维道)(高等教育出版社)(学习答案)
工程热力学第四版沈维道 思考题 完整版第1章 基本概念及定义1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗?答：否。
当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。
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有何区别和联系，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。
工程热力学第四版课后思考题答案
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（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 < p b )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？ 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。
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。
工程热力学课后答案
《工程热力学》?沈维道主编?第四版?课后思想题答案（1~5章）第1章?基本概念⒈?闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗??答：否。
当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。
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有何区别和联系，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Pb?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。
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习题提示与答案 第九章 气体动力循环9-1 活塞式内燃机定容加热循环的参数为：p 1＝0.1 MPa 、t 1＝27 ℃，压缩比ε＝6.5，加热量q 1＝700 kJ/kg 。
假设工质为空气及比热容为定值，试求循环各点的状态、循环净功及循环热效率。
提示：1-2过程为等熵压缩过程，压缩比21v v =ε；2-3过程为定容加热过程，过程热量q =c p 0ΔT ；3-4过程为等熵膨胀过程；4-1过程为定容放热过程。
循环净功： w 0=q 1-│q 2│；循环热效率：111-κt εη-=。
答案： v 1=0.861 m 3/kg ；p 2=1.37 MPa ，v 2=0.132 m 3/kg ， T 2=634.3 K ；p 3=3.48 MPa ，v 3=0.132 m 3/kg ，T 3=161 2 K ；p 4=0.253 MPa ，v 4=0.861 m 3/kg ，T 4=762.4 K ；kJ/kg 9.3680=w ；527.0=t η。
9-2 若上题活塞式内燃机定容加热循环的压缩比由6.5提高到8，试求循环热效率的变化及平均吸热温度和平均放热温度的变化。
提示：循环热效率1t 11-εηκ-=；平均温度sq T Δ=m 。
答案：ΔT m1=58.8 K ，ΔT m2=14.3 K ，t η∆=3.8%。
9-3 根据习题9-1所述条件，若比热容按变比热容考虑，试利用气体热力性质表计算该循环的热效率及循环净功。
提示：w 0=q 1-│q 2│，121q q η-=t ，q =Δu ，工质可看做理想气体；热力过程终态与初态的比体积之比等于其相对比体积之比，即r1r212v v v v =，相对比体积为温度的单值函数。
答案：w 0＝342.24 kJ/kg ，t η=0.489。
9-4 在活塞式内燃机中，为了保证气缸的机械强度及润滑，总是在气缸壁外面加以冷却。
如果考虑定容加热循环的T -s 图压缩过程和膨胀过程中工质与气缸壁间的热交换，根据习题9-1所给条件，则膨胀过程可近似为n ＝1.37的多变过程，压缩过程可近似为n ＝1.38的多变过程，试据此计算其状态变化及过程的功。
至于定容加热过程及定容放热过程，可考虑比热容为变比热容，而按空气热力性质表计算，试求该循环的循环热效率及循环净功。
提示：见题中提示；理想气体热力学能为温度的单一函数；⎰=w w d 0。
答案：kJ/kg 45.3200=w ，ηt =0.458。
9-5 活塞式内燃机混合加热循环的参数为：p 1＝0.1 MPa 、t 1＝17 ℃，压缩比ε＝16，压力升高比λ＝1.4，预胀比ρ＝1.7。
假设工质为空气且比热容为定值，试求循环各点的状态、循环功及循环热效率。
提示：1-2过程为等熵压缩过程，压缩比21v v =ε，2-3过程为定容加热过程，压力升高比23p p λ=，3-4过程为定压加热过程，预胀比34v v ρ=，4-5过程为等熵膨胀过程，5-1过程为定容放热过程；w 0=q 1-│q 2│，121q q ηt -=；工质看做理想气体。
答案：/kg m 833.031=v ，K 1.8792=T ，MPa 85.42=p ，/kg m 1052.032=v ，MPa 79.63=p ，K 7.1230=T ，/kg m 1052.033=v ，K 2.22094=T ，MPa 79.64=p ，/kg m 7085.034=v ，K 4.8535=T ，MPa 294.05=p ，/kg m 833.035=v ；kJ/kg 7120=w ；638.0t =η。
9-6 定压加热燃气轮机装置循环的参数为：p 1＝0.1 MPa 、t 1＝17 ℃，最高温度t 3＝650 ℃，增压比π＝6。
假设工质为空气且比热容为定值，试求循环净功及循环热效率。
提示：1-2过程为等熵压缩过程，增压比12p p π=，且4312p p p p=，2-3过程为定压加热过程， 3-4过程为等熵膨胀过程，4-1过程为定压放热过程；循环净功w 0=w T -│w c │，燃气轮机作功w T =c p 0ΔT ，压气机耗功│w c │=c p 0ΔT ，循环热效率κκ1)/(t 11--=πη。
答案：kJ/kg 65.1760=w ，00t 40=η。
混合加热循环的T -s 图燃气轮机定压加热循环的T -s 图9-7 根据上题所述条件，若压气机绝热效率ηc,s ＝0.85，燃气轮机效率ηT ＝0.90，试求该实际循环的热效率。
提示：s,s,T ηπτηηπτηc 1)/(c 1)/(t 1111----=--κκκκ。
答案：00t 26=η。
9-8 根据习题9-6所述条件，若设比热容为变比热容并按气体性质表计算，试求该循环的热效率及循环净功。
提示：w 0=q 1-│q 2│，12t 1q q η-=，q =Δh ，工质可看做理想气体；热力过程终态与初态的比体积之比等于其相对比体积之比，即r1r212v v v v =，相对比体积为温度的单值函数。
答案：kJ/kg 5.1840=w ，389.0t =η。
9-9 根据习题9-6所述条件，若采用回热循环且设回热度为100%，试求循环热效率。
与不采用回热的循环相比其循环热效率增大的百分数是多少？提示：回热循环的回热度为00100时，即有4625,T T T T ==；1t q w η=，w 0=q 1-│q 2│，q =c p 0ΔT ；6-3过程为循环的加热过程；5-1过程为循环的放热过程。
答案：t η=0.476，t η∆%=19%。
9-10 燃气轮机装置的定容加热循环由下述四个可逆过程组成：绝热压缩过程1-2、定容加热过程2-3、绝热膨胀过程3-4及定压放热过程4-1。
已知压缩过程的增压比为π＝p 2/p 1，定容加热过程的压力升高比为λ＝p 3/p 2，试证燃气轮机回热循环的T -s 图明其循环热效率为)1()1()1(1t --=-λπλκηκκκ 提示：循环热效率10t q wη=，循环净功w 0=q 1-│q 2│；1-2过程为等熵压缩过程，κκ/)1(2121-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=p p T T ，2-3过程为定容加热过程，λ==2323p pT T ；工质可看做理想气体。
9-11 某活塞式内燃机定容加热循环的参数为：p 1＝0.1 MPa 、t 1＝27 ℃，压缩比ε＝7，加热量q 1＝700 kJ/kg 。
假设有一个活塞式热气发动机理想循环即斯特林循环，和上述循环有相同的压缩比及循环热效率，且其定温压缩过程的初态也为p 1、t 1。
试对比两循环的下列性质参数：p max /p min 、T max /T min 和加热量，并把两个循环表示在同一个p -v 图及T -s 图上。
提示：斯特林循环热效率21t,1T T ηs -=，压缩比21'=v v ε，12min max T T T T s =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛，12min max p p p p s=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛，242g 1,lnv v T R q s =，v 2=v 2′，v 4=v 1。
内燃机定容加热循环热效率1t 11--=κεη，压缩比21v v =ε，13otto min max T T T T =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛，13ottomin max p p p p =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛。
答案：(1)s T T ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛min max =2.178，s p p ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛min max =15.25，q 1,s =0.365 kJ/kg ；(2)otto min max ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛T T =5.437，ottomin max ⎪⎪⎭⎫⎝⎛p p =8.056。
初态及压缩比相同条件下，两个循环在同一p -v 图及T -s 图上的表示（其中1-2-3-4-1为内燃机定容加热循环，1-2′-2-4-1为斯特林循环）：9-12 当内燃机采用脉冲式废气涡轮增压器时，废气从气缸直接引入涡轮机而不经过维持稳定压力的排气总管，因而可以把工质在内燃机气缸和涡轮机中膨胀的过程看做一个连续的绝热膨胀过程，一直膨胀到环境大气压力，然后进行定压放热。
这样的理想热力循环如图9-31所示。
若空气在增压器及内燃机气缸中整个绝热过程1-2中的压缩比ε＝20，而定容加热量q 1,V ＝250 kJ/kg ，定压加热量q 1,p ＝250 kJ/kg ，又已知p 1＝0.1 MPa 、t 1＝27 ℃，试求该循环的热效率。
与相同循环参数的混合加热循环相比，其循环热效率提高的百分数是多少？提示：定压放热过程循环,1-2过程为等熵压缩过程，压缩比21v v=ε，2-3过程为定容加热过程，3-4过程为定压加热过程，4-5过程为等熵膨胀过程，5-1过程为定压放热过程，放热量)(15o 2T T c q p -=；工质可看做理想气体；循环热效率12t 1q q η-=，q 1=q 1,V +q 1,p 。
混合加热循环，从4点开始的定熵膨胀过程，进行到与循环初态1点比体积v 1相同的状态，并从该点开始进行终点为1点的定容放热过程，过程放热量q 2=c V 0ΔT ，其余情条件与定压放热过程的循环相同。
答案：ηt =0.736，t η∆%=2.94%。
9-13 由定温压缩过程、定压加热过程、定温膨胀过程及定压放热过程组成一个循环，且两定压过程通过回热器实现理想回热，则该循环称为艾利克松循环，试求该循环的热效率，并把循环表示在p -v 图及T -s 图上。
提示：两个定压过程通过回热器实现理想回热，即4-1过程放出的热量在2-3过程中被完全“回收”,循环吸热量即为定温过程3-4的吸热量，循环放热量即为定温过程1-2的放热量，定压过程Tv=常量。
循环热效率121t q q q -=η。
答案：331t T T T -=η；艾利克松循环的p -v 图和T -s 图：9-14 燃气轮机的定压加热循环采用回热措施时，在不同的回热度μ下，随着循环增压比的变化，循环热效率的变化曲线如图9-21所示。
该图说明：当升温比τ一定(即最高温度T 3一定)时，在某个确定的增压图9-31比π下，不同回热度的循环热效率都相同。
试求该增压比和升温比的关系。
提示：燃气轮机回热循环的热效率：κκκκκκκκπμπμτππτη/)1(/)1(/)1(/)1(t)1(1)1(1------⎪⎭⎫⎝⎛--⎪⎭⎫⎝⎛-=依题意，升温比τ与增压比π一定时，任两个不同回热度的燃气轮机回热循环热效率之比等于1。
答案：2)/1(κκπτ-=。
9-15在一定的最大容积(或比体积)和最小容积(或比体积)范围内，内燃机定容加热循环（即奥图循环）具有最高的热效率，故可称为容限循环。