工程热力学复习思考题解答Ⅰ
qa-b的大小如面积abcsbsaa所示； qa-c的大小如面积acsbsaa所示；
11. 由同一初态经可逆绝热压缩和不可逆绝热压缩两种过程将某种理想气体压缩到相同的终压，在P-v图和T-s图上画出两过程，并在T-s图上示出两过程的技术功及不可逆过程的火用损失。 答：作图如下
图中12s为可逆绝热压缩；12为不可逆绝热压缩。
T1?=T1
面积1?2ss1s1?1?为可逆绝热压缩消耗的技术功； 面积1?2s2s1?1?为不可逆绝热压缩消耗的技术功。
T0为环境温度，带阴影线部分面积为不可逆过程的火用损失。
P P2 P1 T 2s 2 T1
P2 2 2s 1? 1 s1?
s1 s2 P1 1 t1 T0
可用能损失
v s 12. 立系统中进行了⑴可逆过程；⑵不可逆过程。问孤立系统的总能、总熵、总火用各自如何变化？ 答：经历可逆过程后，孤立系统的总能、总熵、总火用均不改变；
经历不可逆过程后，孤立系统的总能将保持不变，总熵将增加，总火用 将减少。
1 热力系统：被人为分割出来作为热力 学分析对象的有限物质系统。 开口系统：热力系统和外界不仅有能 量交换而且有物质交换。 闭口系统：热力系统和外界只有能量 交换而无物质交换。 孤立系统：热力系统和外界即无能量 交换又无物质交换。
2 平衡状态：一个热力系统如果在受外 界影响的条件下系统的状态能够始终保 持不变， 则系统的这种状态叫平衡状态。 准平衡过程： 若过程进行的相对缓慢， 工质在被平衡破坏后自动回复平衡的时 间，即所谓弛豫时间又很短，工质有足 够的时间来恢复平衡，随时都不致显著 偏离平衡状态，那么这样的过程就叫做 准平衡过程。 可逆过程：当完成了某一过程之后， 如果有可能使工质沿相同的路径逆行而 回复到原来状态，并且相互作用中所涉 及到的外界亦回复到原来状态而不留下 任何改变。
3 汽化潜热： 即温度不变时， 单位质量 的某种液体物质在汽化过程中所吸 收的热量。 4 比热的定义和单位： 物质温度升高 1kg 1k 所需热量称为质量热容，又称比热 容，单位为 J/(kg2K)，用 c 表示，其定 义式为 c=δ q/dT 或 c=δ q/dt。
5 湿空气的露点：露点是在一定的 pv 下 （指不与水或湿物料相接触的情况）， 未饱和湿空气冷却达到饱和湿空气，即 将结出露珠时的温度，可用湿度计或露 点仪测量，测的 td 相当于测定了 pv。
6 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。
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7 卡诺定理： 定理一： 在相同温度的 高温热源和相同温度的低温热源之 间工作的一切可逆循环，其热效率 都相等，与可逆循环的种类无关， 与采用哪一种工质也无关。 定理二： 在温度同为 T1 的热源和同 为 T2 的冷源间工作的一切不可逆 循环，其热效率必小于可逆循环。 推论一：在两个热源间工作的一切 可逆循环，他们的热效率都相同， 与工质的性质无关，只决定于热源 和冷源的温度，热效率都可以表示 为 ηc=1—T2/T1 推论二：温度界限相同，但具有两 个以上热源的可逆循环，其热效率 低于卡诺循环 推论三：不可逆循环的热效率必定 小于同样条件下的可逆循环
8 气体在喷管中流动，欲加速处于 超音速区域的气流，应采取什么形 式的喷管，为什么： 因为 Ma>1 超声速流动，加速 dA>0 气流截面扩张，喷管截面形状与气 流截面形状相符合，才能保证气流 在喷管中充分膨胀，达到理想加速 度过程，采用渐扩喷管。
9 压气机，实际过程与理想过程的 关系，在压气机采取多级压缩和级 间冷却有什么好处： 每级压气机所需功相等，这样有利 于压气机曲轴平衡。每个汽缸气体 压缩后达到的最高温度相同，这样 每个汽缸的温度条件相同。每级向 外排出的热量相等，而且每级的中 间冷却器向外排除的热量也相等。（避免压缩因比压太高而影响容积 效率， 有利于气体压缩以等温压缩进 行，对容积效率的提高也有利）
10 逆向循环：把热量从低温热源传 给高温热源。
11 绝热节流：在节流过程中，流体 与外界没有热量交换就称绝热节流。
14 简述功和热量的区别与联系：都 是过程量， 作功有宏观移动， 传热无 宏观移动， 作功有能量转化， 传热无 能量转化， 功变热无条件， 热变功有 条件。
12 喷管的形状选择与哪些因素有 关？背压对喷管性能有何影响？ 温度有何变化规律和影响？进口 截面参数（滞止压力 P0）和背压 （Pb）；Pb≥Pcr 选渐缩喷管，Pb ＜Pcr 选缩放喷管。
13 蒸汽压缩式制冷和空气压缩式制 冷的联系与区别。蒸汽压缩式制冷 的优点，装置上的区别及原因。答： 都是利用压缩气体来制冷， 制冷装置 不用， 使用的气体不同， 前者使用的 是低沸点的水蒸气， 后者使用的是空 气。蒸汽压缩式制冷的优点：1，更 接近于同温限的逆向卡诺循环， 提高 了经济性；2，单位质量工质制冷量 较大。 为了简化设备， 提高装置运行 的可靠性， 实际应用的蒸汽压缩制冷 循环常采用节流阀代替膨胀机。
14 湿空气温度与吸湿能力的关系 湿含量一定时， 温度升高， 空气中水 蒸气密度变大，吸湿能力下降
15 朗肯循环在 T-S 图上表示 1-2，绝热膨胀做功 2-3，冷却放热，冷凝的饱和水 3-4，在水泵里绝热压缩 4-1，加热，汽化循环吸热量 q1=h1-h4；循环放热量 q2=h2-h3 对外做功 w1=h1-h2；消耗功 w2=h4-h3 热效率 ηt=Wnet/q1=(h1-h2)-(h4-h3)/h1-h4
16R 和 Rg 的意义及关系：Rg 是气体常数， 仅与气体种类有关而与气体的状态无关； R 是摩尔气体常数，不仅与气体状态无关， 也与气体的种类无关， R=8.3145J(mol2 K)。 若气体的摩尔质量为 M，则 R=MRg
17 热量（可用能）的概念：在温度为 T0 的环境条件下，系统（T＞T0）所提供的热 量中可转化为有用功的最大值是热量， 用 EX，Q 表示。
18 热力学第二定律的表述 克劳休斯从热量传递方向性的角度提出: 热不可能自发地、不付出代价地从低温物 体传至高温物体。 热能转化为机械能的开尔文说法：不可能 制造出从单一热源吸热，使之全部转化为 功而不留下其他任何变化的热力发动机。 19 熵定义式，及其适用条件 ds=δ Qre/T(熵的变化等于可逆过程中系 统与外界交换的热量与热力学温度的比 值) 熵产由（Δ S=Δ Sg+Δ Sf）得熵
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