《高等工程热力学及传热学》思考题参考答案 - 图文

以下为《高等工程热力学与传热学》思考题（江苏大学 单春贤）答案，该答案由多人完成，可能不完全并不保证正确率。答案仅供参考。

高等工程热力学

1、稳定态：当系统与外界之间不存在是外界遗留下有限变化的作用时，不会发生有限状态变化的系统状态。处于稳定态的系统，只要没有受到是外界留下有限变化的作用，就不可能产生有限速率的状态变化。

平衡态：当系统内的各个参数不随时间而变化，且系统与外界不存在能量与物质的交换，则系统达到平衡态。

联系：稳定平衡态：一个约束系统，当只容许经历在外界不留下任何净影响的过程时，从一个给定的初始容许态能够达到唯一的一个稳定态。 区别：平衡是不存在各种势差；而稳定是状态不随时间变化。

如果一系统在不受外界影响的条件下，已处于稳定态，该系统不一定处于平衡态。

2、热力学第一定律能量表述：?加给热力系的热量，等于热力系的能量增量与热力系对外作功之和。dQ?dE?dW；?在热力系统的两个给定稳态之间进行的一切绝热过程的功都是相同的。 热力学第二定律能量表述：克劳修斯说：不可能把热从低温物体传导高温物体而不引起其他变化，即热从低温物体不可能自发地传给高温物体。 热力学第一定律的火用、火无表述：在任何过程中，火用和火无的总量保持不变。 热力学第二定律的火用、火无表述：若是可逆过程，则火用保持不变；若是不可逆过程，则部分转化为火无，火无不能转化为火用。

3、处于稳定态的系统，只要没有受到使外界留下有限变化的作用，就不可能产生有限速率的状态变化。当系统与外界之间不存在使外界遗留下有限变化的作用时，不会发生有限状态变化的系统状态。重物下落时，由于受到重力作用，做匀加速运动，速率发生变化，若不对外界产生影响，则过程不可能实现。

4、（1）FAC(P,V,P'',V'')?0 P''V''?PV?nbP

FBC(P',V',P'',V'')?0 P''V''?P'V'V'

V'?nB'V''?P'V'V'PV?nbP?fBC(P',V',P'') ?fAC(P,V,P'') V''?(V'?nB')P''P''合并消去V'' fAC(P,V,P'')?fBC(P',V',P'')

即

PV?nbPP'V'V'? （*） P''(V'?nB')P''fAC??(P'')?A(P,V)??(P'') fBC??(P'')?B(P',V')??(P'')

??A(P,V)??B(P',V')

V''?fAC(P,V,P'')??(P'')?A(P,V)??(P'')

?A(P,V)?V''?(P'')???(P'',V'') ?(P'')?(P'')C得?A(P,V)??B(P',V')??C(P'',V'')

P'V'2 PV?nbP?

V'?nB'

dudT?pd?v4.15?TTdT水不可压缩，得ds?4.15

T5、

ds? dvp即 s?4.15lnT2T1

混合后的温度为350K

350所以 sa?4.15ln

300350 sb?4.15ln

40049s?sa?sb?4.15ln?0

48因此绝热混合后熵增加，自然界一切自发的过程均为熵增加的过程 6、（1）吸热过程熵不一定增加，熵增不一定是吸热过程，也可能因为做功导致熵增。

（2）放热过程不一定熵减小，熵减小不一定是放热过程，也有可能是做功导致。

7、熵流与熵产都是熵增，但熵流表示的是由于与系统与外界传热引起的熵增，而熵产表示不可逆产生的熵增。熵是状态参数，而熵流与熵产都取决于过程的特性。

58、 1-A是定压过程，故P1?PA?2?10Pa

A-2是定熵过程，等熵指数k?cpcv?1.40

?1?1PAkk2?1051.4TA?T2()?300?()1.4?365.7K 5P21?10（1）1- A过程：

内功：wi1?A?cv(TA?T1)??132.33kJ/kg 推挤功：wd1?A?p0(VA?V1)?p0(RgTAPA?RgT1P1)??26.45kJ/kg

轴功：wx1?A?wx1?A?wd1?A??105.88kJ/kg

外功：we1?A?cr(TA?T1)?wi1?A?(cp?cv)(TA?T1)??52.89kJ/kg A-2过程：

内功：wiA?2?cv(TA?T2)?47.17kJ/kg

推挤功 wdA?2?p0(V2?VA)?p0(RgT2P2?RgTAPA)?33.62kJ/kg

轴功：wxA?2?wiA?2?wdA?2?13.55kJ/kg 外功：weA?2?(cp?cv)(TA?T2)?18.86kJ/kg （2）1-A-2过程

总功：wg1?2??132.22?52.89?47.17?18.88??119.19kJ/kg 总轴功：wx1?2??105.88?13.55??92.33kJ/kg 总推挤功：wd1?2??26.45?33.62?7.17kJ/kg

9、（1）确定Δu,Δh,Δs与可测参数（p,v,T,Cp )之间的关系，便于编制工质热力性质表。确定Cp Cv与p,v,T 的关系，用以建立实际气体状态方程。确定Cp 与Cv的关系，由易测的Cp求得Cv。热力学微分关系式适用于任何工质，可用其检验已有图表、状态方程的准确性。

（2）热力学微分关系式不能指名特定物质的具体性质，其最主要的作用是建立不可测热力学参数与可测热力学参数（压力、温度、比容和定压比热容）之间的

联系。若欲知某物质的特性，一般还要了解该物质的状态方程。

?T?P10由 ()s??()v 开始推导

?v?sT、v、P、s

?T?v?PS不变：链式关系：()s()s()s?1 （1）

?v?P?T?P?s?v循环关系：()v()p()s??1 （2）

?s?v?P?P?s?T?v由（1）（2）可推出()s?()p 即 ()s?()p （3）

?T?v?P?s

由（3）再推T、v、P、s

?v?s?TP不变：()p()p()p?1 （4）

?s?T?v?T?P?s()s()T()p??1 （5） ?P?s?T?v?s由（4）（5）得()p??()T （6）

?T?P

接着T、v、P、s

?s?P?vT不变：()T()T()T?1 （7）

?P?v?s?v?T?P()p()v()T??1 （8） ?T?P?v?s?P由（7）（8）得()T?()v （9）

?v?T

接着T、v、P、s

?P?T?sV不变:()v()v()v?1 (10)

?T?s?P?s?v?T()T()s()v??1 (11) ?v?T?s?v?s由（10）（11）得()s??()v

?T?P?T?P即 ()s??()v 即原始条件

?v?s

11、稳定平衡，随遇平衡，亚稳定平衡，不稳定平衡

一个约束系统，当只容许经历在外界不留下任何净影响的过程时，从一个给定的初始许态能够达到唯一的一个稳定态。

不留任何净影响指的是催化也不应留下任何净的有限影响：能够达到，是指时间可能无限长。

稳定平衡定律是无数事实的抽象总结，真实性可以验证，但无法对它做出绝

对证明。

TUa2273?1.48?10?5?1802?10?12??3.34J/(mol?k) 12、 cp?cv?Kt3.92?10?11cv?28.?53.?342J5.16?/ (m13、理想气体状态方程：pV?RT 反映了在平衡状态下气体的温度、压力及比体积间的基本关系，p-v图上任意一点可代表系统的一个平衡状态。它适用于温

度不太低,压强不太高的场合。

a)(V?b)?RT克服了理想气体模型所带来的缺陷，提供2V相当好的定性分析，说明了气体和液体的连续性。它适用于压力高、温度低的场

范德瓦尔方程：(p?合。

pVBCD?1?B??C?2?D?3???1??2?3?? 系数B、C、RTVVVD等分别叫做第二维里系数、第三维里系数、第四维里系数等等。它适用于低密

维里方程：Z?度和中密度的气体。

对比态方程：对比态状态方程就是用无量纲对比参数表达的、各种物质通用的状态方程式。

压缩因子：Z描述真实气体的性质中，最简单，最直接，最准确，使用的压力范围也最广泛的状态方程。Z反映出真实气体压缩的难易程度。

pV?ZnRT式中的Z称为压缩因子，表示实际气体偏离理想气体行为的程度。

当实际气体处于临界点此时的压缩因子称为临界压缩因子ZC, 多数气体的临界压缩因子比较接近，0.25-0.31之间。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/lpva.html