工程热力学思考题答案,第四章

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第四章气体和蒸汽的基本热力过程

试以理想气体的定温过程为例，归纳气体的热力过程要解决的问题及使用方法解 决。 答：主要解决的问题及方法：

（1） 根据过程特点（及状态方程） --------- 确定过程方程 （2） 根据过程方程——确定始、终状态参数之间的关系 （3） 由热力学的一些基本定律 ------- 计算q,w,wt, u, h, s

（4） 分析能量转换关系（P」V图及T-S图）（根据需要可以定性也可以定量） 例：1）过程方程式：T =常数（特征）PV =常数（方程） 2）始、终状态参数之间的关系： 虫=也



P2

%





3）计算各量：u=0、 h =0、

s= RIn 虫= RIn*

Pl

pdv pv 四



V1

V

pvIn —

V1

w RTIn 旦

VI



v2

q wt

v2

w RTIn M

VI

4） P V图，T S图上工质状态参数的变化规律及能量转换情况



0

0 0

A/J = 0

汗II系：1—2过程

闭口系：1—2过程=。=由

W 0」=q =


答：不是都适用 对丁理想气体的任何一种过程，下列两组公式是否都适用 第一组公式适用丁任何一种过程。第二组公式q u cv(t2

u Cv(t2 ti ), h Cp(t2 ti);q

ti)

适丁定容过程，



u Cv(t2 ti), q h Cpf ti)

q h Cp(t2 ti)适用丁定压过程。

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的热量

dv pdv pv— v wt

RTIn 2

vi

v

v2

pvIn 一 RTIn —

v2

wt

vi

V2

过程热量 w RTIn —

vi



过程途径就已经确定了。所以说理想气体可逆过程q

v-i

数值也确定了，是否q 答：对丁一个定温过程,

与途径无关

q和过程功w都是过程量，都和过程的途径有关。由理想气体可逆

定温过程热量公式q piviIn v2可知，故只要状态参数p、vi和v2确定了，

q

vi



与途径有关的o

否成立 答：成立。



这可以由热力学第一定律知，由丁是定容过

在闭口热力系的定容过程中，外界对系统施以搅拌功

w pdv

dv pv

— v pvIn也 RTIn也为零。故 Q mcvdT ,它与外界是否对系统做 vi

vi

w ,问这Q mcvdT

功

无

绝热过程的过程功

w和技术功wt的计算式:

w =ui u2, wt = hi h2

是否只限丁理想气体是否只限丁可逆绝热过程为什么


答：不只限丁理想气体和可逆的绝热过程。因为 q u w和q h wt是通用

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