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一、简答题

1． 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。

2．

迈耶公式蒸气？

【答案】

因为迈耶公式

的推导中应用了理想气体的性质，所以迈耶公式一般适用

于理想气体，故不适用于动力工程中的高压水蒸气。

另外，地球大气压力较低，大气中的水蒸气的分压力更低一些，所以可将大气视为理想气体混合物，故迈耶公式可以适用于大气中的水蒸气。

3． 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

关，与过程是否可逆也无关。

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

是否适用于动力工程中应用的高压水蒸气？是否适用于地球大气中的水

4． 如图所示，刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空。若将隔板抽去，试分析容器中空气的热力学能如何变化？若容器中所装的为固定隔板，隔板上有一小B 两侧压力相同时A 、B 两部分气体的热力学能如何变化？

孔，气体从A 泄露入B ，试分析当A 、

图

【答案】将气体视作一个控制质量，由于气体向真空作无阻自由膨胀，不对外界作功，所以

过程功

又因为容器绝热，

所以过程的热量

也即热力学能不变。

根据热力学第一定律

所以有

气体的热力学能变化

如果有固定隔板，隔板上有小孔，则气体从A 中泄露入B 中，若隔板绝热，则过程为A 对5的充气过程，因为A 部分气体对部分作推进功，充气的结果是A 部分的热力学能比原来减少，而B 部分气体的比热力学能升高，最后当两部分气体的压力达到平衡，但是A 部分气体的温度比B 低。

B 部分的气体应时刻具有相同的温度，B 两部分气体相同时，若隔板是良好导热体，A 、当A 、A 、5两部分气体处于热力学平衡状态，情况与自由膨胀时相同，两个部分气体的比热力学能相等。两部分的总热力学能与两部分的容积成正比。

5． 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

理想气体定容过程焓的变化：

6． 写出熵和焓的定义式，

理想气体定容过程焓的变化

【答案】熵的定义式

：

焓的定义式

：

7． 理想气体的Cl^Bcv为温度的单值函数。试问对确定的一种理想气体而言，温度的关系如何？用数学表达式说明。

【答案】（1

）（2

）

对于确定的一种理想气体，

为定值。所以

因为

是温度的单值函数，所以

及与

与温度无关。 是温度的单值函数。

8． 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

须增大喷灌的截面积，所以用渐扩喷管增加流速。

二、计算题

9．

质量分数为

的氧气和

的氮气混合。求这种混合气体的折合气体常数和折合摩尔质量。

【答案】本题考查混合气体的参数计算方法。 折合气体常数为：

折合摩尔质量为：

10．1mol 碳和

0.5应为多少？

【答案】

化学平衡方程为则有

因而可求得定容热效应为：

11．写出开口系非稳定流动能量方程式，并由其导出稳定能量方程式。

【答案】开口系非稳定流动能量方程式：

对于稳定流动，

有

故上式简化为：

或其积分形式为

：

对于单位质量流体工质为：

得：

氧气反应在298K 时的定压热效应为问同温度下的定容热效