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一、名词解释

1． 闭口系统与开口系统。

【答案】物质不能透过边界，即与外界与质量交换只能有能量交换的热力系统，称为闭口系统。物质可以透过外界，即与外界既可有质量交换又可有能量交换的热力系统，称为开口系统。闭口系统控制质量，开口系统控制空间范围。

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． 有两个任意过程ab 与ac , b及c 点在同一条可逆绝热线上，如图所示。设工质为理想气体，其比热为定值。试问

与

哪个大？为什么？

可知，

代入题中两式，

图

【答案】及C 点在同一条可逆绝热线上

，

所以

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所以

又因为

4． 压缩比升高对汽油机所对应的理想循环（定容加热循环）的性能有何影响？是否压缩比越高越好？

【答案】定容加热循环

，热效率主要和压缩比有关，此外还和等熵指数有关。理论

上，随着压缩比的提高，点燃式内燃机的热效率增大。但并不是压缩比越高越好。实际上，当压缩终了的温度及压力超过一定的 限度时，汽油机会产生不正常的爆燃现象，因此压缩比不能过高，一般汽油发动机的压缩比在之间。

5． 明采用两级压缩，中间冷却压缩气体时，如要使总耗功最小，中间压力第二级压气体出口压力，而为第一级压气机的进口压力。

【答案】若两级压缩过程的多变指数为n ，则两级压缩工程中所消耗的功为：

若中间定压冷却充分，即可得：

则有：

其中为

求并令其为零，得：

此即表明当时，二级压缩所消耗的总功最小。

6． 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

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

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不变，故

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

三、计算题

8． 境温度为在

的空气在定压下放热至图上。已知

【答案】在定压下放热至

放出热量的有效能为：

代入数据，得：

因为系统经过不可逆过程的做工能力损失等于环境热力学温度与孤立系统熵增的乘积，故：

代入数据，得：

另外，若把热量全部放给环境，有效能损失的多少即为放出热量中有效能的多少，这样，也可以求得：

在

图上，热量的有效能及有效能损失表示如图图中阴影部分所示。

单位质量空气放出热量中的有效能（可用能）为多少？环

若将热量全部放给环境，则有效能损失为多少？将热量的有效能及有效能损失表示

图

9． 证明：压气机在两级压缩中间冷却，且中间压力为力，

为气体压缩终了压力），压气机的耗功最小。 【答案】两级压缩所需总轴功：

设

则

得：

时（其中

为气体压缩前的压

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