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一、简答题

1． 如图1所示为湿空气中水蒸气的

图，A 、B 两点在同一条等压线上，试在图中标出两点的

露点温度， 比较两点相对湿度的大小。

图1

【答案】图1中等压线上的A 、B 两点的露点温度相等，如图2所示，均等于相对湿度不等：

但是两点的

图2

2．

三块相同的金属块被加热到温度环境中缓慢冷却到再被冷却到环境温度

3． 有一发动机工作于该发动机能否实现？

【答案】

故不可能实现。

其熵变为其熵变为

第一块迅速被冷却到环境温度试说明这三个过程

的低温热源之间，吸热1000kJ 而作功700kJ 。问

其熵变为的大小关系。

第二块在

第三块先与温度为的热源接触，达到平衡后

【答案】熵是状态量，熵变与过程无关，

的高温热源及

4． 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。

5． 闭口系统从温度为300K 的热源中取热500kJ ，系统熵增加20kJ/K，问这一过程能否实现，为什么

【答案】能实现。对于可逆过程的熵有：增为：

因此该过程可以实现。

6． 试确定

图上一组等温线簇温度的大小和

图上一组等容线簇比体积的大小。

所以

即

则系统从热源取热时的可能达到的最小熵

【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

图上熵增大方向以及

图上等压线簇增大方向。

7． 物质在定压下发生汽化，其吉布斯函数是增大、不变还是减小？

【答案】吉布斯函数不变. 物质在定压p 下汽化，其温度由

或者:物质在定压p 下汽化, 其温度相等，

而

不变，故为定压、定温过程。

也不变，此时，物质处于液、气的相平衡, 化学势

8． 多股气流汇合成一股气流称为合流。混合气流的熵值是否等于各股支流熵值之和？为什么？应该怎样计算？

【答案】因合流过程常伴有熵产，故混合气流的熵值一般不等于各股支流熵值之和。应该根据混合后气流的具体状态参数进行计算。

9． 画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的

图，用各点的状态参数写出：

（1）朗肯循环的吸热量、放热量、汽轮机所做的功及循环热效率。 （2）制冷循环的制冷量、压缩机耗功及制冷系数。 【答案】画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的

图如图所示。

（1）参考

郎肯循环 蒸汽压缩制冷循环

图，可以得到：

的定压加热过程，吸热量：

的过程，在冷凝器中进行，放热量：

做工量：

朗肯循环的吸热过程为郎肯循环的放热过程为

汽轮机中，做功过程为绝热膨胀过程在水栗中被绝热压缩，接受功量为

相对于汽轮机做功来说很小，故有热效率：

（2）参考上面的压缩机耗功为：制冷系数为：

图，可以得到：

蒸汽压缩制冷循环的吸热量为：

10．对于理想气体，试说明它的热力学能和焓都是温度的单值函数。

，故热力学能是温度【答案】根据理想气体模型，热力学能是气体分子热运能量（无内位能）的单值函数。

因为

所以焓也是温度的单值函数。