参考答案
一、填空题 1.热,机械,工质
2.高温热源,机械能,低温热源
3.热量、功、物质
4.闭口系统,开口系统
5.初、终,工质的状态变化途径
6.两
7.133.3Pa,9.81Pa
8.0.15MPa
9.0.0039MPa
10.准平衡,任何形式的能量耗散
11.平衡,准平衡(或可逆)
12.能量传递,状态参数,过程
13.>,<,工质的初、终状态以及过程的变化路径
二、名词解释 1.压力为1atm,温度为0℃时的状态。
2.系统内工质各点相同的状态参数均匀一致的状态。
3.由一系列平衡状态所组成的热力过程。
4.当一个过程进行完了以后,如能使工质沿相同的路径,逆行回复至原来状态,并使整个系统和外界全部都回复到原来状态而不留下任何改变。
5.能够将热能转变为机械能的设备。
6.在工程热力学中,能不断地供给工质热能的物体叫做热源。
7.被人为分离出来的热力学研究对象。
8.在热力学中,热力系是通过气体的体积变化来实现热能和机械能的相互转换的,这种功称为体积变化功。它包括膨胀功和压缩功。
9.选取水的三相点(即水的固,液,气三相平衡共存的状态)为基准点,并定义它的温度为273.16K。在1atm下,水的冰点温度为273.15K,沸点温度为373.15K,其间分为100个等分,则每一等分表示1K。
10.与外界既没有物质交换,也没有能量交换的热力系,称为孤立系,它是一种为简化热力学问题分析而引入的假想热力系。
三、判断题 1.×。温度是状态量,而热量是过程量。
2. ×。压力是状态量,而功量是过程量。
3.√。比体积和密度互为倒数关系,其物理意义相同,均表示物体内部分子聚集的疏密程度。
4.×。只有绝对压力才可以作为状态参数,因为状态一定时,表压力和真空将随着大气压力而变。
5.×。经历了一个不可逆过程后,工质是可以回复到原来状态的,只是与之相互作用的外界不能复原。
6.×。孤立系是指系统与外界之间没有物质和能量的交换,但孤立系内部是可以发生能量传递与转换过程的,即工质的状态可以发生变化。
7.√。
8.√。真空与绝对压力是呈相反变化的规律,即真空下降时,绝对压力将增大。
9.×。
四、选择题 1.(3); 2.(2); 3.(1); 4.(2); 5.(3); 6.(4)
五、问答题 1.答:工质应具有良好的膨胀性和流动性,热力性能稳定,对环境友善,无毒、无腐蚀性,且价廉易得。由于水蒸气较好地满足了以上对工质的几点要求,所以被火电厂采用为工质。
2.答:不能。因为温度和压力只对包含有大量分子的宏观热力系才有意义,对单个分子是没有意义的,所以温度和压力是宏观量。
3.答:对工质而言,准平衡过程和可逆过程同为一系列平衡状态所组成,都能在参数坐标图上用一连续曲线来描述,并可用热力学方法对它进行分析。但准平衡过程的概念只包括工质内部的状态变化,而可逆过程则是分析工质与外界所产生的总效果。因此,可逆过程必然是准平衡过程,而准平衡过程只是可逆过程的条件之一。
4.答:p-v图上过程线在v轴上的投影面积可表示该可逆过程中工质与外界所交换的功量的大小,故称p-v图为示功图;T-s图上过程线在s轴上的投影面积可表示该可逆过程中工质与外界所交换的热量的大小,故称T-s图为示热图。
5.答:表压力或真空度不能作为工质的状态参数,只有绝对压力才能作为工质的状态参数。若工质的绝对压力不变化,那么测量它的压力表或真空表的读数可能会随着大气压力的变化而发生变化。
六、计算题 1.w=∫12pdv=p(v2-v1)=1×105(1.673-0.001)=1.672×105J/kg
W=mw=10×1.672×105=1.672×106J=1672kJ.
2.设容器内左部分气体的绝对压力为p1,右部分气体的绝对压力为p2.则
pc=3.5×105Pa; p1=6.68×105Pa; p2=4.48×105Pa.
3.p=pg+pb=800×133.3+500×9.81+780×133.3=2.16×105Pa.
4.(1)1.5×105Pa; (2)1.04×105Pa; (3)1.5×105Pa.
5.p=pb-pv=pb-ρgLsinα=734mmHg
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