工程热力学思考题及答案 下载本文

?u?0??0闭口系:1—2过程 q?0 ?q??

q

?h?0q?0?q??t开口系:1—2过程 ?t?0

q

2. 对于理想气体的任何一种过程,下列两组公式是否都适用:

??u?cV(t2?t1)?q??u?cV(t2?t1)Ⅰ? Ⅱ?

?h?c(t?t)q??h?c(t?t)p21p21??q??u?cv(t2?t1)答:不是都适用。第一组公式适用于任何一种过程。第二组公式

q??h?cp(t2?t1)适用于定容过程,适用于定压过程。

3. 在定容过程和定压过程中,气体的热量可根据过程中气体的比热容乘以温差

来计算。定温过程气体的温度不变,在定温过程中是否需对气体加入热量?如果加入的话应如何计算?

答:定温过程对气体应加入热量。

???PdV??PV?t???RTlnV2V1VVdV?PVln2?RTln2VV1V1q??t???RTlnV2V1

4. 过程热量 q 和过程功w都是过程量,都和过程的途径有关。由定温过程热量

公式 故,只要状态参数p1、v1 和v2 确定了,q的数值也确定了,是否q与途径无关?

答:对于一个定温过程,过程途径就已经确定了。所以说q 是与途径有关的。

5. 在闭口热力系的定容过程中,外界对系统施以搅拌功δw,问这时Q= mc v dT

δ 是否成立? 答:成立

6. 绝热过程的过程功w和技术功wt 的计算式w=u1?u2,wt=h1?h2是否只限于理想气

体?是否只限于可逆绝热过程?为什么?

答:不只限于理想气体和可逆的绝热过程。因为q = Δu + w和q t = Δh + w 是通用公式,适用于任何工质任何过程,只要是绝热过程q = 0无论是可逆还是不可逆。所以w =u1 ? u2, w t = h1? h2不只限于可逆绝热过程。

7. 试判断下列说法对吗:(1)定容过程既无膨胀(或压缩)功的过程;(2)

绝热过程即定熵过程;(3)多变过程即任意过程。 答:(1)(×); (2)(×); (3)(×)

8. 如图:试证明:q1-2-3>≠q1-4-3。途中1-2、4-3 为定容过程,1-4、2-3 为定压

过程。

答:q1-2-3=Δu1-2-3+w1-2-3 ,q1-4-3=Δu1-4-3+w1-4-3

∵Δu1-2-3=Δu1-4-3, w1-2-3 >w1-4-3 ∴q1-2-3> q1-4-3

9. 如图所示。今有两个任意过程a-b 及a-c,b、c 在同一条绝热线上,试问Δ

uab 与Δuac 哪个大?若b、c 在同一条定温线上,结果又如何?

答:b、c 在同一条绝热线上Δuab < Δuac ,若b、c 在同一条定温线上,二者相等。

10. 在T-s 图上如何表示绝热过程的技术功和膨胀功? 答:绝热过程,不管是否是可逆过程都有

wt???h,w???u所以在T-S 图上的表

示方法与第三章相同。

11. 在p-v 图和T-s 图上如何判断过程中q、w、Δu、Δh的正负? 答:1)?的判别:

以(V)为界:P—V图上

?1?往右??0 ?2?往左??0

1.右下方??0T—S图上 2.左上方??0

2)?u,?h的判别:

1.右上方?u?0以(T)为界:P—V图上 2.左下方?u?0

1.上方为?u?0T—S图上 2.下方为?u?0

3)q的判别:

1.右上方q?0以(T)为界:P—V图上 2.左下方q?0

1.向右q?0向左q?0 T—S图上 2.

第八章 气体和蒸汽的流动

1. 改变气流速度起主要作用的是通道的形状,还是气流本身的状态变化? 答:改变气流速度主要是气流本身状态变化。

2. 当气流速度分别为亚声速和超声速时,下列形状的管道宜于作喷管还是宜于

作扩压管?

答:气流速度为亚声速时图中的1 图宜于作喷管,2 图宜于作扩压管,3 图宜于作喷管。当声速达到超声速时时1 图宜于作扩压管,2 图宜于作喷管,3 图宜于作扩压管。4 图不改变声速也不改变压强。

3. 当有摩擦损耗时,喷管的流出速度同样计算,似乎与无摩擦损耗时相同,那

么摩擦损耗表现在哪里呢?

答:摩擦损耗包含在流体出口的焓值里。摩擦引起出口速度变小,出口动能的减小引起出口焓值的增大。

4. 在图中图a 为渐缩喷管,图b 为缩放喷管。设两喷管的工作背压均为0.1MPa,

进口截面压力均为1 MPa,进口流速可忽略不计。1)若两喷管的最小截面面积相等,问两喷管的流量、出口截面流速和压力是否相同?2) 假如沿截面2’-2’切去一段,将产生哪些后果?出口截面上的压力、流速和流量起什么变化?

答:1)若两喷管的最小截面面积相等,两喷管的流量相等,渐缩喷管出口截面流速小于缩放喷管出口截面流速,渐缩喷管出口截面压力大于缩放喷管出口截面压力。

2) 若截取一段,渐缩喷管最小截面面积大于缩放喷管最小截面面积,则渐缩喷管的流量小于缩放喷管的流量,渐缩喷管出口截面流速小于缩放喷管出口截面流速,渐缩喷管出口截面压力大于缩放喷管出口截面压力。

5. 图中定焓线是否是节流过程线?既然节流过程不可逆,为何在推导节流微分

效应J μ 时可利用dh =0?

答:定焓线并不是节流过程线。在节流口附近流体发生强烈的扰动及涡流,不能用平衡态热力学方法分析,不能确定各截面的焓值。但是在距孔口较远的地方流体仍处于平衡态,忽略速度影响后节流前和节流后焓值相等。尽管节流前和节流后焓值相等,但不能把节流过程看作定焓过程。距孔口较远的地方属于焓值不变的过程所以dh =0。

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。