热工基础童钧耕答案_范文大全

热工基础童钧耕答案

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第四章

思考题

1. 循环的热效率公式

有何区别?各适用什么场合?

答:前式适用于各种可逆和不可逆的循环,后式只适用于可逆的卡诺循环。

2. 循环输出净功愈大,则热效率愈高;可逆循环的热效率都相等;不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率,这些说法是否正确?为什么?

答: 不正确,热效率为输出净功和吸热量的比,因此在相同吸热量的条件下,循环输出的出净功愈大,则热效率愈高。不是所有的可逆循环的热效率都相等,必须保证相同的条件下。在相同的初态和终态下,不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率。

3. 热力学第二定律可否表述为“机械能可以全部变为热能,而热能不可能全部变为机械能”?

答: 不对, 必须保证过程结束后对系统和外界没有造成任何影响这一条件。否则热能可以全部变为机械能,比如理想气体的定温膨胀过程,系统把从外界吸收的热量全部转化为机械能,外界虽然没有任何任何变化,但是系统的体积发生改变了。

4. 下列说法是否正确?为什么?

⑴ 熵增大的过程为不可逆过程;

⑵ 不可逆过程的熵变 无法计算;

⑶ 若工质从某一初态经可逆与不可逆途径到达同一终态,则不可逆途径的 必大于可逆途径的 ;

⑷ 工质经历不可逆循环后 ;

⑸ 自然界的过程都是朝着熵增的方向进行的,因此熵减小的过程不可能实现;

⑹ 工质被加热熵一定增大,工质放热熵一定减小。

答: (1)不正确,只有孤立系统才可以这样说;

(2)不正确,S为状态参数,和过程无关,知道初态和终态就可以计算;

(3)不对,S为状态参数,和过程无关, 相等;

(4)不对,工质经历可逆和不可逆循环后都回到初态,所以熵变为零。

(5)不对,比如系统的理想气体的可逆定温压缩过程,系统对外放热,熵减小。

(6)工质被加热熵一定增大,但是系统放热,熵不一定减小。如果是可逆过程,熵才一定减小。

5. 若工质从同一初态出发,分别经历可逆绝热过程与不可逆绝热过程膨胀到相同的终压力,两过程终态的熵哪个大?对外作的功哪个大?试用坐标图进行分析.

答:不可逆过程熵大,可逆过程作功大

6. 如果工质从同一初态出发,分别经历可逆定压过程与不可逆定压过程,从同一热源吸收了相同的热量,工质终态的熵是否相同?为什么?

答: 不相同,因为二者对外所作的功不同,而它们从同一热源吸收了相同的热量,所以最终二者内能的变化不同,故此二者的终态不同,由于熵是状态参数,它们从同一初态出发,故终态的熵不同。

7. 工质由初态经过一不可逆绝热过程膨胀到终态,问能否通过一个绝热过程使工质回到初态?

答:不能,工质由初态经过一不可逆绝热过程膨胀到终态,其熵增加,要想使其回到初态,过程的熵必须减少,而绝热过程是不能使其熵减少的,故不能通过一个绝热过程使其回到初态。

8. 系统在某过程中从热源吸热20 kJ,对外作功25 kJ,请问能否通过可逆绝过程使系统回到初态?为什么?能否通过不可逆绝热过程使系统回到初态?

答:根据克劳休斯不等式,我们知道系统在过程中的熵变满足:

即:系统的熵增加,要想使系统回到初态,新的过程必须使系统熵减少,而可逆绝热过程熵不变,不可逆绝热过程熵增加,因而不可能通过一个可逆过程或者一个不可逆过程使系统回到初态。

9. 闭口系统经历了一不可逆过程对外作功10 kJ,同时放出热量5 kJ,问系统

的熵变是正、是负还是不能确定?

答:熵是状态参数,功和热量都是过程量,所以不能确定系统的熵变。...余下全文>>

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