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一、简答题

1．

若热力学第一定律表达式写作

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

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． 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：

4． 综观蒸汽动力循环、燃气轮机循环、内燃机循环以及其他动力循环，请分析归纳转换为机械能的必要条件或基本规律？

【答案】动力循环工作过程的一般规律是任何动力循环都是以消耗热能为代价，以作功为目的。但是为了达到这个目的，首先必须以升压造成压差为前提，否则消耗的热能再多，倘若没有

必要的压差条件，仍是无法利用膨胀 转变为动力。由此可见，压差的存在与否是热能转化为机械能的先决条件，它也为拉开平均吸、放热温度创造了 条件。其次还必须以放热为基础，否则将违背热力学第二定律。总之，升压是前提，加热是手段，作功是目的，放热是基础。

二、判断题

5． 对所研宄的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。（ ）

【答案】对

6． 工质的绝对压力可表达为表压力和当场大气压之和，或当场大气压减去真空度。（ ）

【答案】对

7． 可逆过程一定是准静态过程。（ ）

【答案】对

【解析】因为一个可逆过程，首先应该是准平衡过程。

8． 闭口绝热过程系统工质的熵不可能减少。（ ）

【答案】对

【解析】

三、计算题

9． 对一容积为为

压力

为

绝热刚性容器充氧气。充气气源的温度

则容器内压力达

到

压力

若充气前容器内

为真空，那么当容器内压力达到

时，充入了多少氧气？若充气前容器内还有氧气，温度

时，又能充入多少氧气？氧气：

取容器空间为系统，绝热，功为0; 开口。

【答案】

依据能量守恒方程

可得充气后的温度T 2为：

又依据理想气体状态方程

可得充气后气体的质量m 为：

又可求得充气前的质量m 为：

由能量守恒定律

：

可知

为：

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即为充入的氧气量。 10．

理想气体，由环境状态

分别经等温压缩和等熵压缩，达到不同

（2）压缩比相同，均为

【答案】如图所示。

试分别计算不同终了状态’图上表示

其耗功大小

。

的终了状态：（1）增压比相同

，均为

时，

等温和等熵

两种过程下所消

耗的技术

功的大

小，并在

图

（1

）依据理想气体状态方程

可求得初始状态时气体的体积为：

又由

可知终了状态时，气体的压强为

：

等温压缩时消耗的功为：

等熵压缩时，依据因而解得：

等熵压缩时消耗的功为：

（3）压缩比为

时，等温压缩时消耗的功为：

等熵压缩时消耗的功为：

可得：