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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． 如图所示的气缸活塞系统，气缸内气体压力为p ，曲柄连杆对活塞的作用力F , 活塞与气缸摩擦力为

活塞的面积为A 。讨论气缸内气体进行准静态过程和可逆过程的条件。

【答案】

图

3． 为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应？

【答案】在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是降压性温，所以呈现节流冷效应。

4． 试分析与比较湿空气露点温度、干球温度、湿球温度的大小。

【答案】对未饱和空气，干球温度>湿球温度>露点温度。从湿球温度的形成可知，虽然总压力保持不变，由于空气含湿量的增加，水蒸气的分压力是不断增加的，因而通常湿球温度高于露点温度，同时由于蒸发的冷却作用，湿球温度低于干球温度对于饱和湿空气，三者温度都相同。

5． 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：

6． 刚性绝热容器分隔成两部分（图，一部分装气体，一部分抽成真空，中间是隔板。问：（1）取气体为系统，若突然抽去隔板，系统是否作功？（2）设真空部分装有许多隔板，每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再 抽下一块，气体（系统）是否作功？（3）上述两种情况从初态变化到终态，其过程是否都可在

图上用实线表示？

【答案】（1）系统不作功，因为功是通过边界传输的能量，当取气体为系统时，系统边界从初态时占容器的一部 分扩大到全部容器，而容器是刚性的，所以没有能量传递输出边界，也就没有作图功。

（2）系统仍不作功。 （3）第一种情况不能在板数量是有限值，则过程不能在穷小，则过程可以在

图上用实线表示，因为过程不是准静态过程；第二种情况，若隔图上用实线表示；若隔板数量无穷多，且每两块隔板间距离无

图上用实线表示，因为每抽去一块隔板，系统偏离平衡状态无穷小，且很

快恢复平衡，而每个平衡态都可用图上一 点表示，无穷多的点连成一条实线。

图

7． 多变过程是否概括了所有热力过程？

【答案】多变过程是指状态变化规律符合

的过程，每个特定的多变过程具有一个

不变的指数n ，即多变指数。显然，还存在不一定满足上述规律的热力过程。 8． 某完全气体初态压力为经绝热节流后压力为为设环境压力为且在

图上画出三条等压线，并表示出绝热节流过程的做功能力损失的大小。说明为什么？ 【答案】

三条等压线如图所示。节流前

节流后

9． 测定绝热节流系数的焦耳——汤姆逊实验是如何进行的？如何球的绝热截留系数？

【答案】任意选定一种实际气体，使其通过装有多空塞的管道，令高压端的压力和温度稳定

在和相应

的

而在低压端，调节阀门开度，通过改变流量得到不同的压力

然后将这些点画

在

图上，得

到

并且得到

因

为

损失即作功损失：

请

所有这些点画成一条曲线就是等焓线。改变初试压力和温度进行类似实验，即

可得到一系列的等焓线，图中等焓线上任一点的斜率

即为

10．某人声称使用新式热力循环和高技术开发出一种新型节能冷柜，在

时，制冷系数仍可以达到4, 请你判断一下是否可能实现。 【答案】过程可逆时，

所以不可能实现。

室温下，

制冷温度为

二、计算题

11．某蒸汽动力锅炉以30吨/小时的蒸汽供入汽轮机，进口处蒸汽的焓汽轮机出口乏汽的焓的散热为

流速

汽轮机的出口位置比进口高

试求汽轮机的功率。

流速汽轮机对环境

【答案】以汽轮机中蒸汽为研宄对象，列出其稳定工况时的能量方程：

则可求得汽轮机的功率为：

12．境温度为在

的空气在定压下放热至图上。已知

【答案】在定压下放热至

放出热量的有效能为：

代入数据，得：

因为系统经过不可逆过程的做工能力损失等于环境热力学温度与孤立系统熵增的乘积，故：

代入数据，得：

另外，若把热量全部放给环境，有效能损失的多少即为放出热量中有效能的多少，这样，也可以求得：

在

图上，热量的有效能及有效能损失表示如图图中阴影部分所示。

单位质量空气放出热量中的有效能（可用能）为多少？环

若将热量全部放给环境，则有效能损失为多少？将热量的有效能及有效能损失表示