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一、简答题

1． 压力为

比体积为的某种气体被质量可忽略不计且无摩擦的活塞密封在垂直放置的气缸

内，如图所示，现移去活塞上的重物，气缸内气体膨胀，待气体达新的平衡状态，活塞上升高度L 。为求气缸内气体 作的功，有人计算如下：

对不对? 为什么？

图

【答案】本题中气体膨胀过程是在有限压差下进行的，虽然气体最终重又达到平衡状态，但在这两个平衡态之间 经历的状态无法描述，因此用

计算过程功是错误的。考虑到气

体膨胀的后果是体积增大，把活塞上推了 L ，过程中排斥大气，大气对活塞的作用力是该力被移动了距离L ，所以功为

这个功只可能是由气体作出。虽

然结果一样，但两个解题过程基于的概念不一样，前者是错误的。

2． 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。

3． 如图所示设备称为收缩喷管，是一种使气流速度增大的设备。压力为于音速

的速度

根据质量守恒原理

略不计。若取喷管为系统，问是什么系统？

温度为的气流以低

流入喷管，在喷管内膨胀，压力和温度下降，流速升高，

流出喷管。所

此外可以认为气流流经喷管时散热可忽

图

【答案】开口绝热系。

4． 若热力学第一定律表达式写作

图，并用各状态点的焓表示出其制热系数。 图如图图所示：

那么该式的使用条件是什么？为什么？

【答案】使用条件为准静态或可逆过程。因为只有在准静态或可逆过程时，

系统膨胀功才等于

5． 试画出蒸气压缩式热泵下的

【答案】蒸气压缩式热泵下的

图

制热系数为：

6． 试述准静态过程与可逆过程的区别。

【答案】（1）定义不同。准静态过程是一系列平衡态所组成的过程；可逆过程是如果系统完成某一热力过程后，再沿原路径逆向进行时，能使系统和外界都返回原来状态而不留下任何变化的过程。

（2）要求条件不同。可逆过程要求系统与外界随时保持力平衡和热平衡，且不存在任何耗散损失，在过程中没有任何能量的不可逆损失；准静态过程的条件仅限于系统内部的力平衡和热平衡，在进行中系统与外界可以有不平衡势差，也可能有耗散现象发生，只要系统内部能及时恢复平衡，其状态变化还是准静态的。

（3）可逆过程是针对过程中所引起的外部效果而言的，准静态过程是针对系统内部状态变化

而言的。

（4）可逆过程一定是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。

（5）实际过程总是在温差、压差作用下变化的，实际过程是偏离可逆过程的准静态。 相同点：对于热力系统而言，两个过程都是由一系列平衡态所组成的，在

图上都能用连续

曲线表示，都可用确定的状态参数变化描述过程。

7． lkg 理想气体，从同一初态经过绝热过程膨胀到达另一相同压力，如一个是可逆过程，另一个是不可逆过程，试:（1）画出两过程的

【答案】（1）

图及

图和

图；（2）比较两过程膨胀功的大小。

图如图所示。

图

8． 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

9． 朗肯循环采用回热的基本原理是什么？

【答案】基本原理是提高卡诺循环的平均吸热温度来提高热效率。

10．有时为获得较高压力的压缩气体，往往采用多级压缩，问采用多级压缩有何好处？

【答案】采用多级压缩，可以使每一级的增压比不是很大，从而大大提高压缩机的容积效率。另外，采用多级压缩可以采用中间冷却措施，使高压级的压缩终温不会很高，少耗功。