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一、简答题

1． 为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应？

【答案】在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是降压性温，所以呈现节流冷效应。

2． 试述下列各项中两个概念之间的区别：

（1）闭口系统和孤立系统。 （2）绝热过程和定熵过程。 （3）可逆循环和逆向循环。

【答案】（1）闭口系是指系统与外界没有物质交换；而孤立系统是指系统与外界之间既无物质交换也无能量交换的系统。

（2）绝热过程指过程中，系统与外届没有热量交换；而定熵过程是指过程中系统的熵不变。可逆的绝热过程一定是定熵过程，但不可逆的绝热过程不是定熵过程。

（3）可逆过程是指系统经过一个过程后，可以使得系统和外界同时恢复到初始状态，而不引起变化的过程，而逆向过程是指过程的方向在

3． 给出“热”和“功”的定义，并分析其异同。

图或

图上是逆时针。

【答案】热量是热力系和外界之间仅由于温度不同而通过边界传递的能量，功是热力系流通过边界而传递的能量，而全部效果可表现为举起重物。

相同点：二者均为过程量，都通过边界传递。

不同点：功是有规则的宏观运动能量的传递，在作功过程中往往伴随着能量形式的转化；热则是大量的微观粒子杂乱热运动的能量传递，传热过程中不出现能量形式变化，功转变成热是无条件的，而热转变成功是有条件的。

4． 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：

5． 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。

6． 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。 7． 系统经历了一不可逆过程，已知终态熵小于初态熵，能否判断该过程一定放出热量，为什么？

【答案】如果认为系统是闭口系，由如果认为系统是开口系，据题意有：

假设绝热，只要

及

与

必定放热。

8． 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

与温度无关。 是温度的单值函数。

二、综合分析题

9． 某热机在

和

的热源间进行卡诺循环，若工质从热源吸热1000KJ ，试计算：

（1）循环的最大功？（2）如果工质在吸热过程中与高温热源的温差为100K ，在过程中与低温热源的温差为50K ，则该热量中能转变为多少功？热效率是多少？（3）如果循环过程中，不仅存在传热温差，并由于摩擦使循环功减 小10KJ , 则热机的热效率是多少？

【答案】（1）按照卡诺循环时，热效率为

能够达到的最大的功为：

（2）工质在吸热过程中与高温热源的温差为100K , 在过程中与低温热源的温差为50K 的情况下：

转变的功为：

10．水蒸气由初态

，若喷管出口截面积为的空间（图）

度系数为

环境温度

求：

（1）蒸汽出口流速； （2）每kg 蒸汽动能损失； （3）每kg 蒸汽的作功能力损失。

节流到压力

后经绝热渐缩喷管射入压力为

进入喷管的初速度忽略不计，喷管的速

图

【答案】查图表，可得状态1，

节流后，也即进入喷管时状态2，

过热蒸汽所以

故临界压力

查h-s 图，得

因蒸汽在喷管内作不可逆流动，据速度系数概念

据和

由h-s 图，查得

所以

1 kg蒸汽动能损失

若蒸汽在喷管内可逆等熵膨胀，则