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一、简答题

1． 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

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

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

也不变，此时，物质处于液、气的相平衡, 化学势

不变，故为定压、定温过程。

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，

3． 刚性绝热容器分隔成两部分（图，一部分装气体，一部分抽成真空，中间是隔板。问：（1）取气体为系统，若突然抽去隔板，系统是否作功？（2）设真空部分装有许多隔板，每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再 抽下一块，气体（系统）是否作功？（3）上述两种情况从初态变化到终态，其过程是否都可在

图上用实线表示？

【答案】（1）系统不作功，因为功是通过边界传输的能量，当取气体为系统时，系统边界从初态时占容器的一部 分扩大到全部容器，而容器是刚性的，所以没有能量传递输出边界，也就没有作图功。

（2）系统仍不作功。 （3）第一种情况不能在板数量是有限值，则过程不能在穷小，则过程可以在

图上用实线表示，因为过程不是准静态过程；第二种情况，若隔图上用实线表示；若隔板数量无穷多，且每两块隔板间距离无

图上用实线表示，因为每抽去一块隔板，系统偏离平衡状态无穷小，且很

快恢复平衡，而每个平衡态都可用图上一 点表示，无穷多的点连成一条实线。

4． 供暖使室内温度升高，室内空气的总内能是否增加？为什么？

【答案】不增加。因一般情况下，空气可视为理想气体，温度变化不大，比热近似为常数。其比内能

状态变化

故室内空气的总内能的变化为：

而供暖过程中，室内的容积不变，压力与大气压一致也不变，所以

不变，故

5． 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。

6． 理想气体进行定温膨胀时，可从单一恒温热源吸入的热量，将之全部转变为功对外输出，是否与热力学第二定律的开尔文叙述有矛盾？

【答案】热力学第二定律的开尔文叙述为：不可能从单一热源吸热，并使之完全变为有用功而不引起其它变化。在理想气体定温膨胀的过程中，因为热力学能不变，故可以将其从单一恒温热源吸入的热量全部转变为功对外输出，但是在这个过程中，工质的状态发生了变化，所以并不违反热力学第二定律的开尔文叙述。虽然表面上看来是热源的热量全部转变为了功，但是输出的功实际上是由热源的热量中的可用部分和工质中的减少量两部分组成的。

7． 气体在喷管中流动，欲使超间速气加速，应采用什么形式的喷管？为什么？

【答案】由题意可知

，

此时的马赫数

故要使超音速气流加速，必

须增大喷灌的截面积，所以用渐扩喷管增加流速。

8． 未饱和湿空气经历绝热加湿过程，其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化？

【答案】干球温度降低，湿球温度不变，露点温度不变。

9． 两个质量和比热（cm ）相同，温度分别为衡的过程是 一个不可逆过程。

【答案】该热交换过程如图所示。

和

的固体进行热交换，请推导说明达到热平

如果此系统熵增大于零，则过程不可逆。 直接传热，则平衡温度，有

所以过程不可逆。

10．压缩蒸汽制冷循环采用节流阀来代替膨胀机，压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法？为什么？

【答案】不可以。因空气的绝热节流系数几乎为0, 因而采用节流阀不可能有显著的膨胀降温效果，即不能制冷。

二、计算题

11．

湿空气温度为

压力为100kPa ，测得露点温度为

计算其相对湿度及含湿量。已知

【答案】露点温度是湿空气中的水蒸气分压力对应的饱和温度，所以有：

湿空气的相对湿度湿空气的比湿度：

12．如图所示，容器A 中装有一氧化碳

压力为想气体，气体常数

温度为

A 。若要求压力平衡时气体的温度为

压力为

温度为

容器B 中装有一氧化碳

气体由B 流向

为理

②过程的吸热量

A 和B 之间用管道和阀门相连。现打开阀门，

试求：①平衡时的终压力定容比热容

图