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一、名词解释

1． 热能（热力学能或内能）与热量。

【答案】热能是系统的一种储存能，它的大小取决于物质的种类以及其温度和物质的数量，通常热能就是内能。热量是系统与外界之间，穿越边界而传递的一种能量形式。热量传递的动力是二者的温度差。

二、简答题

2． 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

3． —个门窗敞开的房间，若室内空气的压力不变而温度升高了，问室内空气的总热力学能怎样变化？比热力学能又怎样变化？

【答案】室内空气的总热力学能不变，比热力学能增加。 4．

某完全气体初态压力为在

经绝热节流后压力为为

节流后

5． 试说明绝热过程的过程功和技术功的计算式的适用条件。

【答案】根据普遍使用的热力学第一定律的第一表达式

和第二表达式

导

出，在绝热时有q=0, 代入即可得到上两式，故上面的过程功与技术功的计算式与使用什么工质无关，与过程是否可逆也无关。

6． 气体在喷管中流动，欲使超间速气加速，应采用什么形式的喷管？为什么？

【答案】由题意可知

，

此时的马赫数

故要使超音速气流加速，必

设环境压力为

且

请

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

损失即作功损失：

须增大喷灌的截面积，所以用渐扩喷管增加流速。

7． 未饱和湿空气经历绝热加湿过程，其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化？

【答案】干球温度降低，湿球温度不变，露点温度不变。

三、计算题

8． 对理想气体多变过程，试推导下列计算式（必须给出推导过程）。假设比热容与温度无关。

（1）初终状态基本状态参数间的关系。 （2）内能变化量。 （3）焓的变化量。

（4）熵的变化量（三个计算式）。 （5）过程功。 （6）技术功。 （7）过程热量。 （8）多变过程的比热。 【答案】设状态1:

（1

）依据理想气体状态方程

状态2:

可知，初终状态基本状态参数间的关系为：

（2）内能变化量为：

（3）焓的变化量为：

（4）熵的变化量为：

（5）过程功为：

（6）技术功为：

（7）过程热量：

因为

且

所以

代入后可得过程热量为：

（8）由（3）可知过程比热容为：

9． 由绝热材料包裹的导热杆两端分别与温度为的热流量

等于流出导热杆的热流量

的热源相连，如图所示。热量通过导热杆从时，杆子处在非平衡稳定状态。

热源T 2流向T 1。假定两热源的热容量足够大，排出或吸收热量不致改变其温度。当流进导热杆

问：（1）以导热杆为系统，系统的熵变、熵流和熵产是多少？为什么？ （2）以两热源和导热杆为系统，系统的熵变、熵流和熵产是多少？为什么？

图

【答案】（1）以导热杆为系统的话，因为杆子处于非平衡稳定状态，所以系统的熵变为零，也即

热量通过导热杆从热源流向

所以可以求得熵流为：

所以熵产为：

（2）如果以两热源和导热杆为系统，因为系统是孤立系统，与外界没有质量、能量交换，则熵流

所以

又由于导热杆熵变为0，因此有：

则有：

10．1kg 压力为lbar 、温度为将湿空气温度提高到

水蒸汽饱和压力0.0234bar

;

气体常数

相对湿度的湿空气，贮存于密闭刚性容器内。试计算

时, 对应

干空气的比

热

所需加入的热量、终态压力、相对湿度。已知：空气温度为

时，对应水蒸汽饱和压

力

【答案】依题意可知，该湿空气的含湿量为：