工程热力学思考题答案第三章

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。 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．温度计测温的基本原理是什么？ 热力学第零定律

pb pg1 pg2 p2=pg2+p1 p1=pg1+pb 4题图 The zeroth law of thermodynamics enables us to measure temperature. In

order to measure temperature of bo

工程热力学思考题

第一章 基本概念与定义 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？

答：不一定。稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。

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，所以开口系统不可能是绝热系。对不对，为什么？

答：这种说法是不对的。工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。 3.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：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是他们的本质区别。平衡状态并非稳定状态之必要条件。物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。 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b e p = p + p ( ) b p > p ， b v p = p ? p ( ) b p < p 中，当地大气压是否必定是环境大气压？

答：压力表的读数可能会改变，根据压力

工程热力学思考题及答案

第一章 基本概念

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？

答：不一定。稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。

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，所以开口系统不可能是绝热系。对不对，为什么？

答：这种说法是不对的。工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量的交换就是绝热系。

3. 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：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是它们的本质区别。平衡状态并非稳定状态之必要条件。物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。

平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。

4. 假如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 +p e (p >p b)，p v=p b?p (p b

答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环

工程热力学 高等教育出版社 沈维道主编 思考题答案 m整理

第一章基本概念与定义

1．答：不一定。稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定

2．答：这种说法是不对的。工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。

3．答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是他们的本质区别。平衡状态并非稳定状态之必要条件。物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。

4．答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。当地大气压不一定是环境大气压。环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。 5．答：温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。

6．答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。

7．

工程热力学思考题及答案

第一章 基本概念

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？

答：不一定。稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。

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，所以开口系统不可能是绝热系。对不对，为什么？

答：这种说法是不对的。工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量的交换就是绝热系。

3. 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：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是它们的本质区别。平衡状态并非稳定状态之必要条件。物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。

平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。

4. 假如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 +p e (p >p b)，p v=p b?p (p b

答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环

第三章 化学热力学

1.H2(g) + O2(g)? H2O(l)（298K）的Qp与QV之差(kJ·mol-1)是………………………（）

(A) -3.7 (C) 1.2

(B) 3.7 (D) -1.2

= -55.6 kJ·mol-1，

2.已知HCN(aq)与NaOH(aq)反应，其中和热是-12.1 kJ·mol-1， H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l)，

则1 mol HCN 在溶液中电离的热效应(kJ·mol-1)是……………（）

(A) -67.7 (C) 43.5

(B) -43.5 (D) 99.1

3.已知 2PbS(s) + 3O2(g) = 2PbO(s) + 2SO2(g)，= -843.4 kJ·mol-1 ，则该反应的QV值是…………………………………………………………………………（）

(A) 840.9 (C) -845.9

(B) 845.9 (D) -840.9

4.如果体系经过一系列变化，最后又变到初始状态，则体系的………………………（）

(A) Q = 0W = 0 ΔU = 0 ΔH = 0 (C) Q = W

ΔU = Q - W ΔH = 0

(B) Q ? 0

第六章 统计热力学

一、选择题

1. 下面有关统计热力学的描述，正确的是： ( )

(A) 统计热力学研究的是大量分子的微观平衡体系； (B) 统计热力学研究的是大量分子的宏观平衡体系； (C) 统计热力学是热力学的理论基础；

(D) 统计热力学和热力学是相互独立互不相关的两门学科。

2. 在统计热力学中，物系的分类常按其组成的粒子能否被辨别来进行，按此原则，下列 说法正确的是： ( )

(A) 晶体属离域物系而气体属定域物系； (B) 气体和晶体皆属离域物系；

(C) 气体和晶体皆属定域物系； (D) 气体属离域物系而晶体属定域物系。 3. 在研究N、V、U有确定值的粒子体系的统计分布时，令∑ni = N，∑niεi = U，这是因为 所研究的体系是： ( ) (A) 体系是封闭的，粒子是独立的； (B) 体系是孤立的，粒子是相依的； (C) 体系是孤立的，粒子是独立的； (D) 体系是封闭的，粒子是相依的。

第三章 单元系的相变

3.1 证明下列平衡判据（假设S>0）；

（a）在S,V不变的情形下，稳定平衡态的U最小. （b）在S,p不变的情形下，稳定平衡态的H最小. （c）在H,p不变的情形下，稳定平衡态的S最小. （d）在F,V不变的情形下，稳定平衡态的T最小. （e）在G,p不变的情形下，稳定平衡态的T最小. （f）在U,S不变的情形下，稳定平衡态的V最小. （g）在F,T不变的情形下，稳定平衡态的V最小.

解：为了判定在给定的外加约束条件下系统的某状态是否为稳定的平衡状态，设想系统围绕该状态发生各种可能的自发虚变动. 由于不存在自发的可逆变动，根据热力学第二定律的数学表述（式（1.16.4）），在虚变动中必有

?U?T?S??W, （1）

式中?U和?S是虚变动前后系统内能和熵的改变，?W是虚变动中外界所做的功，T是虚变动中与系统交换热量的热源温度. 由于虚变动只涉及无穷小的变化，T也等于系统的温度. 下面根据式（1）就各种外加约束条件导出相应的平衡判据.

（a） 在S,V不变的情形下，有

?S?0,?W?0.

根据式（1），在虚变动中必有

?U?0.

第一章 绪论

1、概括化工热力学的主要内容。 2、简述化工热力学的特点。 3、简述化工热力学的研究方法。

第二章 流体的PVT关系

1、在 图中，请解释两相区中等温线的长度随着温度升高而缩短的原因，并由曲线定性说明温度、压力对气体和液体的影响。 2、立方型方程的含义指什么？分别说明在 的物理意义。

、

、

时三个体积

3、讨论 方程的适用范围，在什么情况下可以利用 体与饱和蒸汽的摩尔体积？

4、说明三参数压缩因子图与普通化状态方程的适用范围。 5、试总结和比较各种

第三章 流体的热力学性质

方程求出饱和液

状态方程。

1、写出封闭系统中单组元流体热力学基本关系式及应用范围。 2、写出敞开系统中单组元流体热力学基本关系式及应用范围。

3、写出麦克斯韦关系式并讨论麦克斯韦关系式在化工热力学中的应用。 4、阐述求焓变和熵变的计算方法，并讨论其优缺点。 5、化工中常用的热力学性质图有哪几类？ 6、从水蒸气表上主要能查到哪些性质？

第四章 溶液的热力学性质

1、你如何理解化学位。

2、讨论理想气体混合物和气态理想溶液的区别和联系。 3、叙述 Lewis-Randall 规则，并说明它的用途。

4、在下列热力学量中，哪些有单

春有春的温暖，夏有夏的火热，秋有秋的收获！

第八章压气机的热力过程

1、利用人力打气筒为车胎打气时用湿布包裹气筒的下部，会发现打气时轻松了一点，工程上压气机缸常以水冷却或气缸上有肋片，为什么？

答：因为气体在压缩时，以等温压缩最有利，其所消耗的功最小，而在人力打气时用湿布包裹气筒的下部或者在压气机的气缸用水冷却，都可以使压缩过程尽可能的靠近等温过程，从而使压缩的耗功减小。

2、既然余隙容积具有不利影响，是否可能完全消除它？

答：对于活塞式压气机来说，由于制造公差、金属材料的热膨胀及安装进排气阀等零件的需要，在所难免的会在压缩机中留有空隙，所以对于此类压缩机余隙容积是不可避免的，但是对于叶轮式压气机来说，由于它是连续的吸气排气，没有进行往复的压缩，所以它可以完全排除余隙容积的影响。

3、如果由于应用气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：我们采用分级压缩的目的是为了减小压缩过程中余隙容积的影响，即使实现了定温过程余隙容积的影响仍然存在，所以我们仍然需要分级压缩。

4、压气机按定温压缩时，气体对外放出热量，而按绝热压缩时不向外放热，为什么定温压缩反较绝热压缩更为经济？

答：绝热压缩时压气