当前位置：问答库＞考研试题

一、简答题

1． 某一工质在相同的初态1和终态2之间分别经历2个热力过程，一个为可逆过程一个为不可逆过程，试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪一个大，为什么？

【答案】工质经历相同的两个过程，

因此熵变

在

相同情况下，

相同。设

由于可逆过程

由此可知，不可逆过程相应外界熵变化量大。

2． 简述克劳修斯是如何在卡诺定理的基础上推导参数熵的？克劳修斯不等式如何表达？

【答案】任意工质进行的一个任意可逆循环，用一组可逆热线将它分割成无穷多个微元循环，这些绝热线无限接近，认为组成无穷多个微卡诺循环，如图所示。

图

分析

循环，热效率为：

即

取代数值

为负，对

两边同时积分得：

即：

过程

与

组成可逆循环

因此，可得：

此即为克劳修斯等式。

依据卡诺定理，在两个不同温度恒温热源间工作的不可逆热机效率小于可逆热机效率，

第 2 页，共 67 页

即

:

由于可逆热机效率

于是

则

若考虑

和

为代数值，则可写成：

所有微元循环加起来，考虑到不可逆循环过程，工质与热源温度有可能不等，

上面推导中的是热源温度，用表示，因而得到：

联立式

邵可得到克劳修斯积分不等式：

3． 什么是化学反应的热效应？若反应物和生成物均为理想气体，那么定压热效应和定容热效应之间有什么关系？

【答案】当系统经历一个化学变化时，当系统只做容积变化功，且所得生成物和反应物的温度相等时，这时lKmol 主要反应物或生成物所吸收或放出的热量称为化学反应的热效应。

其中定压热效应为：

定容热效应为：

所以二者有如下关系：

4．

三块相同的金属块被加热到温度环境中缓慢冷却到再被冷却到环境温度

其熵变为其熵变为

第一块迅速被冷却到环境温度试说明这三个过程

其熵变为的大小关系。

第二块在

第三块先与温度为的热源接触，达到平衡后

【答案】熵是状态量，熵变与过程无关，

5． 什么是制冷系数？试说明逆卡诺循环制冷系数的表达式。

【答案】制冷系数是指制冷过程中制冷量与实际耗功量的比值，即如图所示，逆卡诺循环制冷系数的表达式为：

第 3 页，共 67 页

图

6． 试写出开口系统能量方程的一般表达式并说明各项的意义。

【答案】开口系统能量方程的一般表达式为：

式中

，

为开口系与外界交换的热量

；

为开口系控制容积内的储存能的变化量

；

为进口处工质的焓

为出口处时工质的焓值、动能及位能；

值、动能及位能；为开口系何外界输出的轴功。

7． 对于简单可压缩系，系统只与外界交换哪一种形式的功？可逆时这种功如何计算？

【答案】在简单可压缩系统中，系统只与外界交换膨胀功或压缩功。可逆时，这种功的计算式为

8． 什么是热力系统？热力系统可分为几类？

【答案】通常根据研究问题的需要，人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间作为热力学研究对象，这种空间内的物质的总和称为热力学系统，简称系统或体系。可分为闭口系统和开口系统；简单系统、绝热系统和孤立系统；均匀系统和非均匀系统；单元系统和多元系统等。

二、计算题

第 4 页，共 67 页