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一、名词解释

1． 化学反应的反应热效应

【答案】系统经历一个化学反应过程，反应前后温度相等，并且只作容积变化功而无其它形式的功时，

主要反应物或生成物所吸收或放出的热量称为反应热效应。

二、简答题

2． 试验证下列热力学关系式哪一个正确？

【答案】根据理想气体状态方程可得：

可见，（1）式正确。

3． 在绝热良好的房间内，有一台设备完好的冰箱在工作，在炎热的夏天打开冰箱，人会感到凉爽，问室内温度是否会越来越低? 请用热力学原理加以解释。

【答案】一开始，人会感到凉爽，这是由于房间内空气中的内能传递到冰箱内，而此时冰箱输入功率转化的热小于空气进入冰箱的内热能，故空气温度降低，人感到凉爽。

随着时间的进行，冰箱输入功率转化的热越来越多地进入房间空气中，空气的温度逐步回升。这样，房间内 的温度不会越来越低。

4． 在温度为的环境中，质量温度为热升温至环境温度损失大小。

【答案】过程的

图如图所示。 试在

可知，

代入题中两式，

的冰自周围环境吸热融化为水，再继续吸

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

图

图中，1-2水平线段为冰吸热融解的过程；2-3曲线为水吸热升温的过程；4-5水平线段为环境大气的放热过程。

图中

表示环境的熵减量；

表示冰、水的熵增量；

表示过程造成的熵产量；带有阴影

线的部分表示过程造成的可用能损失的大小。

5． 什么是回热？试解释在热机循环中若能采取回热措施，从热力学角度简单说来将会带来什么好处？

【答案】回热是指，在保持构成循环的热力过程性质不变的条件下，利用循环中某些放热过程的放热量来满足另一些吸热过程的吸热需要的措施。从热力学的角度来说，循环输出的净功不变，但是回热的措施使循环从外界高 温热源的吸热量减少，向低温热源的放热量也减少，因而可以提高循环的热效率。

6．

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

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

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，

7． 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。

三、计算题

8．

空气在喷管中做等熵绝热流动。流过出口截面积数为

初速

求：（1）当背压为多大时，喷管可达最大流量。 （2）喷管的最大质量流量，以及此时的出口流速。

的渐缩喷管。喷管进口处参

已知：空气的比热

【答案】（1）喷管的滞止参数为：

气体常数

由绝热方程

可得初始状态的压强为：

所以，当

（2）喷管的最大质量流量为：临界速度为：其中临界温度为：则可求得临界速度为：则此时的出口流速为：质量流量为： 9． 常数

空气多变过程吸吸取

所以空气吸收的热量为：

其中内能变化为：

所以可得对外做的膨胀功为：

所以可得对外做的技术功为：

时喷管出口达最大流速。

的热量时，将使其容积增大10倍，压力降低8倍，求：过程

气体

中空气的内能变化量，空气对外所做的膨胀功及技术功。已知:空气的比热

【答案】由题可知，