工程热力学答案-沈维道
工程热力学沈维道第五版思考题答案
工程热力学沈维道第五版思考题答案1.在无摩擦的内平衡过程中，单位质量的物质温度升高1℃所吸收的热量。
[单选题] *A 热容B比定容热容C比定压热容D比热容(正确答案)2.在定容的情况下，单位质量的物质温度升高1℃所吸收的热量。
[单选题] *A 热容B比定容热容(正确答案)C比定压热容D比热容3.在定压的情况下，单位质量的物质温度升高1℃所吸收的热量。
[单选题] *A 热容B比定容热容C比定压热容(正确答案)D比热容4.由液态变为气态的过程为 [单选题] *A 升华B 结晶C 凝结D 汽化(正确答案)5.气相转变为液相的过程 [单选题] *A 汽化B 结晶C 凝结(正确答案)D 升华6. 液相和气相处于动态平衡的状态 [单选题] *A 稳定状态B 准平衡状态C 饱和状态(正确答案)D 未饱和状态7.水温低于饱和温度时的水 [单选题] *A 未饱和水(过冷水)(正确答案)B 饱和水C 饱和蒸汽D 过热蒸汽8.水温达到当前压力所对应的饱和温度时的水 [单选题] *A 未饱和水(过冷水)B 饱和水(正确答案)C 饱和蒸汽D 过热蒸汽9.饱和水和饱和蒸汽的混合物 [单选题] *A 饱和湿空气B 湿蒸汽(正确答案)C 干饱和蒸汽D 未饱和湿空气10. 水蒸气的温度高于当前压力所对应的饱和温度时叫做 [单选题] *A 未饱和水(过冷水)B 饱和水C 饱和蒸汽D 过热蒸汽(正确答案)11. 饱和蒸汽与湿蒸汽质量之比 [单选题] *A 湿度B 干度(正确答案)C 相对湿度D 绝对湿度12. 干空气和水蒸气的混合物 [单选题] *A 过热水蒸气B 湿蒸汽C 干饱和蒸汽D 湿空气(正确答案)13. 干空气和饱和水蒸气的混合物 [单选题] *A 饱和水B 湿饱和蒸汽C 干饱和蒸汽D 饱和湿空气(正确答案)14．干空气和过热水蒸气的混合物 [单选题] *A 未饱和水B 湿饱和蒸汽C 干饱和蒸汽D 未饱和湿空气(正确答案)15.1立方米湿空气中含有的水蒸气质量 [单选题] *A 含湿量B 摩尔质量C 相对湿度D 绝对湿度(正确答案)16.在含有1KG干空气的湿空气中，含有的水蒸气质量 [单选题] *A 含湿量(正确答案)B 摩尔质量C 相对湿度D 绝对湿度17.相对湿度：湿空气中水蒸气分压力与同一温度、同样总压力的饱和湿空气中水蒸气分压力之比。
工程热力学-思考题答案-沈维道-第二章
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其中所以容器中空气的热力学能不变。
若有一小孔，以B 为热力系进行分析
只有流体的流入没有流出，，忽略动能、势能
B 部分气体的热力学能增量为，A 部分气体的热力学能减少量为
2．答:热力学第一定律能量方程式不可以写成题中所述的形式。
对于只有在特殊情况下，功可以写成。
热力学第一定律是一个针对任何情况的定律，不具有=这样
一个必需条件。
对于公式
，功和热量不是状态参数所以不能写成该式的形式。
3．答： 适用于任何过程，任何工质
可逆过程，任何工质
4．答：推动功是由流进（出）系统的工质传递而由工质后面的物质系统作出的。
对于闭口系统，不存在工质的流进（出）所以不存在这样进行传递的功。
w u q +∆=0,0==w q i f f cv W m gz c h m gz c h dE Q δδδδ+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=1121122222220,0==i W Q δδ1
11
11
1m h U m h dU m h dE CV =∆==δδU ∆U ∆pv u q +∆=w pv w pv ()()121212w w u u q q -+-=-w u q +∆=⎰+∆=2
1pdV
u q
5．答：可以。
稳定流动能量方程式可应用于任何稳定流动过程，对于连续工作的周期性动作的能量转换装置，只要在平均单位时间所作的轴功、吸热量以及工质的平均流量为常量，虽然它内部工质的状态及流动情况是变化的，但这种周期性的变化规律不随时间而变，所以仍然可以利用稳定流动能量方程式分析其能量转换关系。
工程热力学 高等教育出版社 沈维道主编 思考题答案
克劳修斯说法也就必然成立。
5. （1）（×）
（2）（×）
（3）（×）
6.
t
答：这两个公式不相同。
q1 q2 q1
t
适用于任何工质，任何循环。
T1 T2 T1
适用于任
何工质，卡诺循环
-9-
工程热力学 高等教育出版社 沈维道主编 思考题答案 7. 答：不违反热力学第二定律，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，所以不违反热力学第二定律 8. （1）（×）
第三章 理想气体的热力学能与焓熵计算
1．答：理想气体：分子为不占体积的弹性质点，除碰撞外分子间无作用力。理想气体是实 际气体在低压高温时的抽象，是一种实际并不存在的假想气体。
判断所使用气体是否为理想气体 j 依据气体所处的状态（如：气体的密度是否足够小） 估计作为理想气体处理时可能引起的误差；
k 应考虑计算所要求的精度。若为理想气体则可使用理想气体的公式。
一个必需条件。对于公式 q2 q1 u2 u1 w2 w1 ，功和热量不是状态参数所以不能写
成该式的形式。
3．答： q u w 适用于任何过程，任何工质
2
q u pdV
1
可逆过程，任何工质
4．答：推动功是由流进（出）系统的工质传递而由工质后面的物质系统作出的。对于闭口系统， 不存在工质的流进（出）所以不存在这样进行传递的功。
或
P1 V1 P2V2
u 0
h 0
计算各量：
s R ln V2 R ln P2
V1
工程热力学习题集 (沈维道 著) 高等教育出版社 课后答案 工程热力学习题集
第1章 基本概念1．1 本章基本要求深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念，掌握温度、压力、比容的物理意义，掌握状态参数的特点。
1．2 本章难点1．热力系统概念，它与环境的相互作用，三种分类方法及其特点，以及它们之间的相互关系。
2．引入准静态过程和可逆过程的必要性，以及它们在实际应用时的条件。
3．系统的选择取决于研究目的与任务，随边界而定，具有随意性。
选取不当将不便于分析。
选定系统后需要精心确定系统与外界之间的各种相互作用以及系统本身能量的变化,否则很难获得正确的结论。
4．稳定状态与平衡状态的区分：稳定状态时状态参数虽然不随时间改变，但是靠外界影响来的。
平衡状态是系统不受外界影响时，参数不随时间变化的状态。
二者既有所区别，又有联系。
平衡必稳定,稳定未必平衡。
5．注意状态参数的特性及状态参数与过程参数的区别。
1．3 例题例1：绝热刚性容器内的气体通过阀门向气缸充气。
开始时气缸内没有气体,如图1.1所示。
气缸充气后,气体推动气缸内的活塞向上移动,如图1.2所示。
设管道阀门以及气缸均可认为是绝热的。
若分别选取开口系统与闭口系统,试说明它们的边界应该如何划定?这些系统与外界交换的功量与热量又如何?解：(1)若以容器内原有的气体作为分析对象，属于闭口系统。
容器放气前，边界如图1.1中的虚线所示。
放气后边界如图1.2中的虚线所示。
气体对活塞作的功W 是闭口系统与外界交换的功量。
气体通过活塞与外界交换的热量Q 是此闭口系统的传热量。
图1.1 图1.2 图1.3 图1.4（2）若以容器放气后残留在容器内的气体作为分析对象，同样也是闭口系统。
这时放气前的边界如图1.3中的虚线所示。
放气后的边界如图1.4的虚线表示。
残留气体对离开容器的那部分放逸气体所作的功，是本闭口系统与外界交换的功，残留气体与放逸气体之间交换的热量是本系统的传热量。
（3） 类似地若以放逸气体为分析对象，同样也是闭口系统。
工程热力学第四版思考题答案解析[完整版][沈维道][高等教育出版社]
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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)( )( 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。
(完整版)工程热力学课后题答案沈维道童钧耕版
P30 (1)P56 (4)P93 (9)P133 (13)P193 (18)P235 (25)P263 (30)P281 (34)P396 (35)P301．闭与外界无物质交换，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？热力学第零定律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。
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）。
工程热力学课后思考题答案(沈维道 童钧耕主编)
工程热力学课后思考题答案（沈维道童钧耕主编）工程热力学课后思考题答案（沈维道-童钧耕主编）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，平衡流动系统内质量也维持恒定。
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，边界层系则的边界层就是指热能单独通过系统边界展开传达（传热量），随其物质出入的热能（精确地说道就是热力学能够）无此其中。
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发生改变，压力表读数就可以发生改变。
当地大气压pb不一定就是环境大气压。
5．温度计测温的基本原理是什么？4题图热力学第零定律p1=pg1+pbpbpg1p2=pg2+p1pg2thermometer―withbodyaandtemperaturescales(温度的标尺，缩写温标)separately.whentheyareinthermalequilibrium,theyhavethesametemperature.thenw ecanknowthetemperatureofbodyawithtemperaturescalemarkedonthermometer.6．经验温标的缺点就是什么？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．使得系统状态变化的原因就是什么？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。
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 )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。
中，当地大气压是否必定是环境大气压?定是环境大气压。
6•经验温标的缺点是什么？为什4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9题图构成孤立系统?为开口绝热系统（b 图）。
X X /Z \\ \、电流 热水传热 M — 不包括电加热器为开口（不绝热）系统（a 图）。
包括电加热器则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 真空部分，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，逐个抽去传热 冷水冷a热水隔板，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。
工程热力学(第三版) (沈维道 著) 课后答案
3 3 斜角 α = 30° ，压力计中使用密度 ρ = 0.8 × 10 kg/m 的煤油，斜管中
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
1-12 有一绝对真空的钢瓶， 当阀门的打开时， 在大气压 p0 = 1.013 × 10 Pa 的作用下有体积为
5
0.1m3 的空气被输入钢瓶，求大气对输入钢瓶的空气所作功为多少？
3
第一章 基本概念
解
W = p0V = 1.013 × 105 Pa × 0.1m3 = 1.013 × 104 J = 10.13kJ
1-8 容器被分隔成 AB 两室，如图 1-19 所示，已知当场大气压 pb = 0.1013MPa ，气压表 2 读为 peB 2 = 0.04MPa ，气压表 1 的读数 peA1 = 0.294MPa ， 求气压表 3 的读数（用 MPa 表示） 。 解：
p A = pb + peA1 = 0.1013MPa + 0.294MPa = 0.3953MPa
pb = 755mm ，求容器中的绝对压力（以 MPa 表示） 。如果容器 ′ 中的绝对压力不变，而气压计上水银柱高度为 pb = 770mm ，求此时真空表上的读数（以
mmHg 表示）是多少？ 解 ：容器中气体压力低于当地大气压力，故绝对压力
p = pb − pv = (755 − 600)mmHg = 155mmHg = 0.0207MPa ′ 若容器中绝对压力不变，而大气压力变为 pb = 770mmHg 。则此时真空表上的读数为 ′ ′ pv = pb − p = (770 − 155)mmHg = 615mmHg
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四版沈维道童钧耕主编高等教育出版社1.封闭系统与外界没有物质交换，系统中的质量保持不变，所以系统中质量恒定的热力系统一定是封闭系统？不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。
2.有人认为开放系统中的系统与外界之间存在物质交换，物质和能量是不可分割的，因此开放系统不可能是绝热系统。
正当为什么？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？平衡状态必须是稳定状态，而稳定状态不一定是平衡状态。
4.如果容器中的气体压力没有变化，安装在容器上的压力表读数是否会变化？绝对压力计算公式p=pb+pg(p>pb),p=pb-pv(p<pb)当地大气压力一定是环境大气压力吗？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.温度计的基本原理是什么？热力学第零定律4.标题图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.是什么导致系统状态发生变化？举个例子。
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放式系统，运动手枪中的压缩空气是封闭式绝缘系统，杯子中的热水是开放式系统（封闭式系统——忽略蒸发），运行的电视是封闭式系统。
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？什么情况下能当前热水冷水传热热水冷水ab9主题图构成孤立系统？除电加热器外，它是一个开放式（非绝缘）系统（图a）。
工程热力学第十章答案沈维道
工程热力学第十章答案第一节1. 什么是能量转换的一般定理？能量转换的一般定理是能量守恒定律在边界上的推广。
根据这个定理，封闭系统的能量转化率等于系统边界的能量通量。
即$$\\sum \\dot{Q}_i - \\sum \\dot{W}_i = \\sum(\\dot{Q}_{i, out} - \\dot{Q}_{i, in})$$其中，$\\sum \\dot{Q}_i$ 表示系统吸收的热量，$\\sum\\dot{W}_i$ 表示系统所做的功，$\\sum (\\dot{Q}_{i, out} -\\dot{Q}_{i, in})$表示系统通过边界进出的热能。
2. 什么是无源设备和有源设备？无源设备是指在设备处于稳态运行时，不会将外界能量转化为工作能量的设备。
例如，容器内的气体压力可以用于充当无源设备。
而有源设备则是指能够将一种形式的能量转化为另一种形式的设备，例如蒸汽轮机和内燃机。
3. 什么是热机？热机是指利用能量传递方式为供热，能量转换方式为机械功的设备。
热机通过在工作物质中产生温度差，利用温度差的利用能量转化为机械功。
常见的热机有汽车发动机、发电厂中的汽轮机等。
4. 内燃机和外燃机有什么区别？内燃机和外燃机是两种常见类型的热机。
它们的区别在于燃烧过程发生的地点不同。
在内燃机中，燃烧发生在工作物质内部，而外燃机中，燃烧过程发生在工作物质的外部。
内燃机通常使用可燃混合物直接进入工作缸内进行燃烧，如汽油机和柴油机。
而外燃机则通过燃烧来加热工作物质外部的热媒体，如水蒸气，然后通过热交换器将热能传给工作物质，如蒸汽轮机。
第二节1. 定义和计算最大功率输出的效率。
最大功率输出的效率是指达到最大功率时，能量的利用效率。
在热力学中，最大功率输出的效率用热功率除以热源的输入功率来计算。
即$$\\eta = \\frac{P_{out}}{P_{in}}$$其中，P PPP表示输出的功率，P PP表示输入的功率。