工程热力学第四章思考题答案

工程热力学第四章思考题答案
第四章思考题
4-1 容器被闸板分割为A、B两部分。

A中气体参数为P、T，B为真空。

现将隔板抽去，气AA体作绝热自由膨胀，终压将为P，试问终了温度T是否可用下式计算,为什么? 22
k,1p2k ,()TT2ApA
答:气体作绝热自由膨胀是不可逆绝热过程，因此终了温度T不可用上式计算。

2
4-2 今有任意两过程a-b，b-c，b、c两点在同一定熵线上，如图所示。

试问:Δ,、Δ,ab
哪个大,再设b、c两点在同一条定温线上，结果又如何, ac
答:由题可知，因b、c两点在同一定熵线上T>T, ,>,. Δ,bcbc>Δ,。

若b、c 两点在同一条定温线上，T=T, ,=,. Δ,=abacbcbcabΔ,。

ac
4-3将满足下列要求的多变过程表示在p-v图和T-s图上(工质为空气)。

)工质又膨胀、又降温、又放热; (1)工质又升压、又升温、又放热; (2
(3)n=1.6的膨胀过程，判断q，w，Δu的
正负;
答:n=1.6的压缩过程在p-v图和T-s图上
表示为1?2过程。

在此过程中q>0, w<0，
Δu>0
(4)n=1.3的压缩过程，判断q，w，Δu的正负。

答:n=1.3的压缩过程在p-v图和T-s图上表示为1?2过程。

在此过程中q<0，w<0，Δu>0
4-4将p-v图表示的循环，如图所示，表示在T,s图上。

图中:2-3，5-1，为定容过程;1-2，4-5为定熵过程;3-4为定压过程。

答:T-s图如图所示
4-5 以空气为工质进行的某过程中，加热量的一半转变为功，
试问过程的多变指数n为多少,试在p-v图和T-s图上画出该过程的大概位置(比热容比可视为定值)。

1qu,,答:多变过程中，遵循热力学第一定律，由题可知，由于quw,,，2
n-kn-kn-kn,0.6qcTT,,()cTTcTT()(),,,,1，所以即:，
v21v21v21n,121n,21n,，，，，
4-6如果采用了有效的冷却方法后，使气体在压气机汽缸中实现了定温压缩，这时是否还需要采用多级压缩,为什么,(6分)
1，，n,,p2,,,11c,,,答:还需要采用多级压缩，由余隙效率可知，，余隙使一部分气缸,,v,,p1,,,,，，
容积不能被有效利用，压力比越大越不利。

因此，当需要获得较高压力时，必须采用多级压缩。

4-7 一个气球在太阳光下晒热，里面空气进行的是什么过程,在p-v图和T-s
图上画出过程的大致位置。

如不考虑气球薄膜在膨胀过程中的弹力作用，气体进行的过程又将如何表示, 答:一个气球在太阳光下晒热，里面空气进行的是升温、升
压和膨胀过程。

如不考虑气球薄膜在膨胀过程中的弹力作用，则里面气体所受压力为外界大气压力，所以气体进行的过程为定压过程。