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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． 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． 试分析下列各热力过程是否为可逆过程，如不可逆，请说明理由，若不一定可逆，说明在什么条件下可逆。

（1）将热量从温度为

的热源缓慢传递给处于平衡状态的

的冰水混合物。

（2）通过搅拌器作功使水保持等温的汽化过程。

（3）在一绝热的气缸内进行无内、外摩擦的膨胀或压缩过程。 （4）

的水蒸气缓慢流入一绝热容器与

的液态水相混合。 缓慢加热到

（5）在一定容积的容器中，将定量工质从

（2）不可逆。属功转热过程。

（3）不一定可逆，若过程为准静过程则可逆，否则不可逆。 （4）可逆。

（5）不一定可逆，若热源温度随时保持与工质相同，则可逆。

5． 系统经历了一不可逆过程，已知终态熵小于初态熵，能否判断该过程一定放出热量，为什么？

【答案】如果认为系统是闭口系，

由如果认为系统是开口系，据题意有：

【答案】（1）不可逆。属有限温差下的传热过程，所以不可逆。

必定放热。

假设绝热，只要

6． 两个质量和比热（cm ）相同，

温度分别为

衡的过程是 一个不可逆过程。

【答案】该热交换过程如图所示。

和

的固体进行热交换，请推导说明达到热平

图

如果此系统熵增大于零，则过程不可逆。 直接传热，则平衡温度，有

所以过程不可逆。

7． 什么是露点温度？含湿量为10g/kg （干空气），温度分别为

的露点温度较高？

【答案】露点温度（dew temperature ）是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值，但一般用它来表示湿度 呢。这是因为，当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同；当水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温 度。所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。

的湿空气

：

则有

所以两个状态的露点温度相等。

图上所示循环1-2-3-1中，2-3为绝热过程。试用面积表示该循环中的吸热

8． 如图1所示，在

和

的湿空气，哪个状态

量，放热量，净功量和由于粘性摩阻而引起的做功能力损失。

图1 图2

【答案】用面积表示循环中的吸热量、放热量、净工量和做工能力损失如图图2所示，其中：吸热量：

面积放热量：

面积净工量：

面积

做功能力损失：

面积

9．

试确定

面积

图上一组等容线簇比体积的大小。

所以

即

也即吸热量-放热量；

图上一组等温线簇温度的大小和

【答案】如图所示，取等压过程1-2, 与等温线簇相交于1、2

。因

由于

所以

，

即等温线簇中右上方的等温线的温度高。

图

也可以从能量关系分析：过点2作等熵线，因等熵线比等温线陡，故与过点1的等温线相交于点3。考察过 程2-3, 过程中，q=0, 同时，因

得

即

由于

因q=0,

故

所以过程功为正。据热力学第一定律解析式

因此

但

所以过程1-2体

如图所示，取等熵线与等比体积线簇相交于1、2、3, 考察过程1-2-3,

显然

据热力学第一定律解析式

积功为正，由此可得

参照上述方法，

可导出

10．在温度为损失大小。

【答案】

过程的

图如图所示。

图上熵增大方向以及

温度为

的冰

图上等压线簇增大方向。

的环境中，质量

试在

自周围环境吸热融化为水，再继续吸

热升温至环境温度图上示出此过程造成的环境熵变、冰及水的熵变、熵产量和可用能