发布时间 : 星期五 文章工程热力学答案更新完毕开始阅读83bf050a763231126edb1176
qp?Cp?T qv=CvΔT ?Cp?Cv 因为T2V=T2P ，所以内能变化相等
?qp?qv
Tw?
qv?Svqp?Sp?T2?T1lnT2T1T2T1
T1p??T2?T1ln7．当孤立系统内发生不可逆变化，其总熵量必然增大。以孤立系统内发生有温差的传热过程为例，简单说明之。
两物体温度为T1，T2(T1>T2)，传热量为Q， ΔS孤＝-Q/T1+Q/T2=Q(1/T2-1/T1)>0
8．为什么“热力系统经过一个不可逆过程后，其熵的变化量无法计算”的说法是错误的？那么不可逆过程的熵变量又应该通过什么途径来计算呢？
熵是状态参数，熵变量仅决定于热力系统的初终状态，不论过程可逆与否，与路径无关，由于过程有?S12??21dQ，故熵变不能通过不可逆过程计算，但可通过初终态相同的任意T可逆过程计算。
10．P-v图上两条定熵线为什么不可能相交？试根据热力学第二定律证明之。
假设两条定熵线相交，用反证法证明。 11．“不可逆过程的熵差无法计算”，该说法对不对？为什么？
不对，熵是状态参数，与过程无关。 12．“如果从同一始态到同一终态有两条途径，一为可逆，一为不可逆，那么不可逆的熵差必大于可逆途径的熵差”。这种说法对吗？为什么？
不对，熵是状态参数，与过程无关。只要有相同的初终态，熵差就相等。 13．为什么单热源热机不能实现？（试用孤立系统的熵增原理进行分析）
如单热源热机能实现则从高温热源吸进热量Q1全部变为功，Q1=W>0，取孤立系ΔS孤
=-Q1/T1=-W/T1<0，不能实现。
14．为什么热量不能自发地、不负代价地从低温热源传向高温热源？
用反证法，如果热量能自发从低温流向高温，将违反热力学第二定律。 取孤立系，ΔS孤=Q(1/T1-1/T2)，因T1>T2，所以ΔS孤<0，不能实现。 15．根据热力学第二定律分析，为什么完成一个正向循环后热能不能100%地转化为机械能？
如果完成一个循环热能100％转化为机械能，则相当于只从一个热源吸热，对热源和热机取孤立系，则孤立系ΔS孤=-Q1/T1=-W/T1<0，不能实现。
１．何谓正向循环与逆向循环？这两种循环所产生的效果有何不同？逆向循环与可逆循环又有何区别？
正向循环是将高温热源放出热量的一部分转化为功的循环；逆向循环是消耗一定量的机械能使热能从低温热源传至高温热源的循环；可逆循环是全部由可逆过程组成的循环。
第七章
１．水蒸汽在定温过程中是否满足关系式q=w？为什么？
不满足。因为要使q=w成立，必须有?u?0，水蒸汽不是理想气体，故对于水蒸汽的定温过程?u?0。
第八章
1、当进口空气流的马赫数M＞1时，截面渐缩的管道宜作喷管还是扩压管？为什么？
宜作扩压管。因为由几何条件知：当dA＜0、M＞0时，dc＜0，再由几何条件知dp＞0；
2．亚音速空气流过渐缩喷管，初压P1=10bar，背压Pb=1bar，如其余条件都不变，只提高初温，则出口流速、流量将如何改变？为什么？
C2=Ccr T1增大，C2增大 qmax，T1增大，qmax下降。
流速增大，流量减小；
3．亚音速空气定熵流经喷管，已知进口截面上空气压力P1=7bar， 试问当出口背压分别为5bar,3.696bar,1.2bar时，为使气流充分膨胀，得到最大动能，应该分别采用什么形状的喷管？为什么？
5/7=0.714>0.528取渐缩形3.696/7=0.528取渐缩形1.2/7<0.528取缩放形。
4．理想气体流经渐缩管道时，在什么条件下起喷管作用？什么条件下起扩压管作用？为什么？
dAdc?(M2?1) dA<0 Ac M<1 dc/c>0，起喷管作用；M>1时，dc<0起扩压管作用；
5．对于管内理想气体的稳定可逆流动，促使流速改变的力学条件如何表达了流速与压力的关系？
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由KMdC/C= -dp/p dc>0，所以dp<0。
6．亚音速气流稳定、绝热流过渐缩管道，压力怎样变化？为什么？
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对稳定绝热管流，dA/A=(M-1)dC/C 因dA<0，M<1，所以dc>0，
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又KMdC/C=-dp/p，dc>0，所以dp<0，故压力降低。
7．亚音速气流流过渐缩喷管，背压低于临界压力，若初温t1提高，而其它条件不变，则出口速度、压力和流量有何变化？为什么？
背压低于临界压力，出口达到临界状态 P2＝Pcr不变
C2=Ccr T1增大，C2增大 mmax，T1增大，mmax下降。
8．对亚音速气流，要使流动加速，管道截面应如何变化？当气流加速时，气流压力如何变化？为什么？
采用渐缩喷管，压力减小
2
因为dA/A=(M-1)dc/c，M<1，要使dc>0，必dA<0，
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又由-(1/K)dp/P=Mdc/c，dc>0，则dp<0，压力减小。
9．亚音速理想气体可逆绝热流过渐缩截面管道时，气体温度、压力、流速如何变化？为什么？
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T、P下降，C增大。由dA/A=(M-1)dc/c知，dA<0，M<1，所以dc>0。又由-(1/K)dp/p=Mdc/c，dc>0，dq<0。又由cdc=-dh=-CpdT，dc>0，所以dT<0。
第九章
１．压气机采用多级压缩和级间冷却的主要优点有哪些？为什么？
节省压缩耗功，限制压缩终温，提高容积效率；可由两级压缩且级间定压冷却的P－V图和T－S图分析原因。
2．设计多级压缩、级间冷却的活塞式压气机时，采用各级的增压比相同，这样做可得到哪些有利结果？
每级耗功相等，有利于曲轴的平衡；每级压缩终温相等；每级放热相等。 3．活塞式压气机在何种情况下要采用多级压缩？分析采用多级压缩、级间冷却方法的优劣。
要求压力较高气体（也即增压比高），为保证一定的生产量。
优点：减少余隙容积影响；能得到一定生产量高压气体，节省压缩耗功，降低了终温有利于润滑；有利于轴力平衡； 缺点：增加了一个冷却装置。
4．采用两级级间冷却的压气机，若进口压力与出口压力分别为P1和P3，则其最有利的中间压力P2与P1和P3的关系如何？这样选取P2有哪些好处？
每级耗功相等，每级终温相同，每级排热相等。 p2?p1p3
第十章
１．内燃机混合加热理想循环有哪些特性参数？它们对循环热效率影响如何？
ε=v2/v1，λ=P3/P2，ρ=v4/v3
提高ε、λ和降低ρ可使ηt提高。
第十一章
１．在蒸汽动力装置中，只要汽轮机叶片材料允许，为什么要同时提高过热蒸汽的初压P1和初温t1？
仅提高P1能使?t提高，但x2将降低；只有提高P1同时又提高t1，使 ?t提高而x2可在允许范围内。
四、作图题
第四章
１．闭系里的双原子理想气体进行多变膨胀过程(1 由q=Δu+W及T－S图上定容线下方的面积代表内能变化量，可在T－S图用面积表示膨胀功W。 2．在Ｐ－Ｖ、Ｔ－Ｓ图上画出理想气体（双原子）受压缩，升温又放热的多变过程，指出其多变指数n的范围，并说明能量转换关系。 类似于《工程热力学》一书思考题9（P141） 3．试将满足气体受压缩、又升温、又吸热的多变过程在Ｐ－Ｖ，Ｔ－Ｓ图上表示出来，并说明能量转换关系，指出多变指数n的范围。 类似工程热力学一书思考题9(P141) 4．理想气体从状态1可逆绝热压缩到状态2，再可逆定容加热到状态3， 再可逆定温膨胀到状态4，最后经可逆定压放热过程回到初态1。试在P-v图和T-s图上画出该可逆循环。 根据四个基本热力过程来构成循环。 5．在P-V图上画出工质又膨胀、又降温、又吸热的多变过程。 1 6．在P-V图及T-S图上画出双原子理想气体的n=1.3的压缩过程， 并指出能量转换关系。 由T－S图知，Δu>0，W<0，q<0。 7．在P-V图和T-S图上画出理想气体的可逆膨胀、放热过程，指出n 的范围并说明能量转换关系。 先由w/q=(k-1)/(k-n)知n>k，K 第五章 １．闭系里的理想气体作不可逆绝热膨胀1-2，设环境温度T0 在T－S图上先画出定熵膨胀过程1－3和不可逆绝热膨胀过程1－2，且两过程的终态比容相等，则作功能力损失I=T0(S2-S3)。 2．理想气体由初温T1可逆等压吸热至T2，再经不可逆绝热膨胀至初温(T3=T1)，然后可逆等温放热至初态。在Ｔ－Ｓ图上画出循环， 并用面积表示作功能力损失。设环境温度为T0(T0 I=T0ΔS 第七章 １．压力为P1、温度为t1的过热水蒸汽定压冷却成干度为x2的湿蒸汽，试在h-s图上表示该冷却过程，并写出该过程放热量的计算式。 在h-s图上表示水蒸汽的定压冷却过程见热力学P224图7-9。 2．在某蒸汽锅炉中，把90bar、30℃的未饱和水在定压下加热成450℃的过热蒸汽，熵增Δs=6.1KJ/(kg.K)。烟气在定压下从1500℃降至250℃，生产1Kg过热蒸汽所需烟气的熵降│Δs│=2.1KJ/K，查得蒸汽的饱和温度ts=303.3℃，设环境温度t0=17℃，试在Ｔ－Ｓ图上定性地画出烟气和形成过热蒸汽的过程线， 并用面积表示由于不可逆传热而引起的每生产1Kg过热蒸汽的作功能力损失。 在T－S图上，烟气的过程线是一条定压放热线，水的定压加热汽化过程线参见热力学