工程热力学第十章思考题答案

第十章 水蒸气动力循环

一、选择题

1.朗肯循环中汽轮机排汽在凝汽器中放热是 D A．温度，压力都降低过程 B．等压但温度降低过程 C．等温但压力降低过程 D．既等温又等压过程 2.朗肯循环中水泵进出口的状态分别是 B A．过冷水，饱和水 B．饱和水，过冷水 C．过冷水，过冷水 D．饱和水，饱和水 3.朗肯循环中锅炉进出口工质的状态分别是 A A．过冷水，过热蒸汽 B．饱和水，饱和蒸汽 C．过冷水，湿蒸汽 D．饱和水，过热蒸汽 4.朗肯循环中汽轮机进出口的状态分别是 D A．过热蒸汽，饱和水 B．饱和蒸汽，湿蒸汽 C．湿蒸汽，过热蒸汽 D．过热蒸汽，湿蒸汽 5.朗肯循环中在锅炉进行的是 A A．等压吸热过程 B．等容吸热过程 C．等温吸热过程 D．变温吸热过程

6．朗肯循环中在汽轮机中进行的是 过程。B A．等压吸热 B．绝热膨胀 C．等压放热 D．绝热压缩

7．朗肯循环在凝汽器中进行的是 过程。C A．等压吸热 B．绝热膨胀 C．等压放热 D．绝热压缩

8．朗肯循环在水泵中进行的是

１０.５ 典型题精解

例题１０－１ 图１０－２０中的定容加热循环１－２－３－４－１与定压加热循环

1?2'?3'?4'?1，其工质均为同种理想气体，在T3?T3'条件下，哪个热效率高？

解 图１０－２１为循环的T-s图。显然定压加热循环1?2?3?4?1的平均吸热温度高于定容加热循环１－２－３－４－１，而平均放热温度，比定容加热循环的低，所以定压加热循环的热效率高。 例题１０－２ 以下各题中的循环１－２－３－１称为Ａ循环，循环1?2?3称为Ｂ循环，Ａ、Ｂ循环的工质均为同种理想气体。试在不同条件下，比较每题中Ａ、Ｂ两可逆循环热效率的高低。

解 ４个小题中，Ａ、Ｂ循环所对应的T-s图如图１０－２２b～１０－２５b所示。

（１）因 ?T?''''''wnetwnet? q1wnet?q2'从图１０－２２b看到，Ａ循环的放热过程为３－１，Ｂ循环的放热过程为3?1，显然q2,A?q2,B，而已知条件为wnet,A?wnet,B，所以，?t,A??t,B

（２）如图１０－２３b看到 q1,A?q1,B q2,A?q2,B 所以 ?t,

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

蒸汽动力装置：是实现热能→机械能的动力装置之一。

工质 ：水蒸汽。

用途 ：电力生产、化工厂原材料、船舶、机车等动力上的应用。

本章重点：

1、蒸汽动力装置的基本循环

匀速 朗肯循环回热循环

2、蒸汽动力装置循环热效率分析

yT的计算公式

yT的影响因素分析

yT的提高途径

10-1 水蒸气作为工质的卡诺循环

热力学第二定律通过卡诺定理证明了在相同的温度界限间，卡诺循环的热 效率最高，但实际上存在种种困难和不利因素，使得实际循环（蒸汽动力循环）

至今不能采用卡诺循环但卡诺循环在理论上具有很大的意义。

二、为什么不能采用卡诺循环

若超过饱和区的范围而进入过热区则不易保证定温加热和定温放热，即不

能按卡诺循环进行。

1-2 绝热膨胀（汽轮机）

2-C 定温放热（冷凝汽） 可以实现

5-1 定温加热（锅炉）

C-5 绝热压缩（压缩机） 难以实现

原因：2-C过程压缩的工质处于低干度的湿汽状态

1、水与汽的混合物压缩有困难，压缩机工作不稳定，而且3点的湿蒸汽比容

''?????2000?比水大的多3232需比水泵大得多的压缩机使得输出的

第十章 思考题答案

一、思考题A：

1、选择题：

1.1 B 解析：局部均衡指在其他市场条件不变的情况下，孤立的考察单个产品市场和单个要素市场的均衡。

1.2 A 解析：帕累托最优指的是社会资源的最优配置，实现最高效率。 1.3 C 解析：实现交换的帕累托最优的条件是两者的边际替代率相等，即

ABMRSXY?MRSXY，故选C。

1.4 D 解析：实现生产的帕累托最优的条件是两者的边际技术替代率相等，即MRTSLK?MRTSLK，故选D。

1.5 D 解析：实现交换和生产的帕累托最优的条件是两者的边际替代率等于

ABMRS?MRS?MRTXY，故选D。 XYXY边际转换率，即

XY1.6 D 解析：要实现一个社会的帕累托最优状态必须同时满足三个条件：交换的帕累托最优、生产的帕累托最优以及交换和生产的帕累托最优。故选D。

1.7 C解析：生产的契约曲线上的所有的点都是生产的最优均衡点，也是生产有效率的点。当然也是通过生产要素的重新配置提高了总产量的点的集合。故选C。

1.8 D解析：生产可能性曲线是指在其他条件（如技术、要素供给等）不变情况下，生产产品X与Y所能达到的最大产量的组合。曲线上的每一点必会满足

XYMRTSLK?MRTSLK，故选D。

1

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