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一、名词解释

1． 热能（热力学能或内能）与热量。

【答案】热能是系统的一种储存能，它的大小取决于物质的种类以及其温度和物质的数量，通常热能就是内能。热量是系统与外界之间，穿越边界而传递的一种能量形式。热量传递的动力是二者的温度差。

二、简答题

2． 有一发动机工作于该发动机能否实现？

【答案】

故不可能实现。

的高温热源及

的低温热源之间，吸热1000kJ 而作功700kJ 。问

3． 绝热节流过程中，不向高温热源吸热、也不向低温源放热，同样产生功，是否违反第一定律？第二定律？

【答案】不违反第一定律，也不违反第二定律。 （1）绝热节流过程中，

根据热力学第一定律

知：

（2）状态发生变化，系统对外做出的功等于内能的减小。

4． 写出下列计算式的适用条件：

件是任意工质的可逆过程。

5． 试述孤立系统的熵増原理？什么是补偿过程？

【答案】孤立系熵增原理是指，膨胀系统总熵减少的过程都不可能发生，理想情况也只能实 现总熵不变。可逆实际上也是难以实现的，所以实际的过程总是朝着使系统总熵増大的方向进行。

补偿过程指，如果某一过程的进行会导致孤立系中各物体的熵同时减少或各有增减，但其总熵减小，则这种过程不可单独进行，除非外界的熵减过程作为补偿，使孤立系统熵增大，至少保持不变。

【答案】①式的适用条件是理想气体的任意过程，或者实际气体的定容过程；②式的适用条

6． 如图所示，刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空。若将隔板抽去，试分析容器中空气的热力学能如何变化？若容器中所装的为固定隔板，隔板上有一小B 两侧压力相同时A 、B 两部分气体的热力学能如何变化？

孔，气体从A 泄露入B ，试分析当A 、

图

【答案】将气体视作一个控制质量，由于气体向真空作无阻自由膨胀，不对外界作功，所以

过程功

又因为容器绝热，所以过程的热量

也即热力学能不变。

根据热力学第一定律

所以有

气体的热力学能变化

如果有固定隔板，隔板上有小孔，则气体从A 中泄露入B 中，若隔板绝热，则过程为A 对5的充气过程，因为A 部分气体对部分作推进功，充气的结果是A 部分的热力学能比原来减少，而B 部分气体的比热力学能升高，最后当两部分气体的压力达到平衡，但是A 部分气体的温度比B 低。

A 、B 部分的气体应时刻具有相同的温度，B 两部分气体相同时，若隔板是良好导热体，当A 、A 、5两部分气体处于热力学平衡状态，情况与自由膨胀时相同，两个部分气体的比热力学能相等。两部分的总热力学能与两部分的容积成正比。

7． —个门窗敞开的房间，若室内空气的压力不变而温度升高了，问室内空气的总热力学能怎样变化？比热力学能又怎样变化？

【答案】室内空气的总热力学能不变，比热力学能增加。

三、计算题

8． 水蒸气稳定地流经直径为76m 的绝热水平管道，则得管内某一截面上蒸汽的压力和温度分别为

和

在另一截面上相应的参数为

）。

表

和

试求：（1）蒸汽在两截面处的流动速度 （2）质量流量

（3）可用能损失（环境温度为水蒸气热力性质表如表所示。

【答案】（1）根据题意可知：

流动方程为：又因为

所以由

可得：

将上式与’

联立，解得：

（2）质量流量为：

（3）流动过程中的可用能损失为：

9． 氧气的平均比定压热容表如表所示，求1kg 氧气定压下从

表

加热到

所吸收的热量。

【答案】因为定压比热容是分段不等的，则

10．压力力为

温度

的蒸汽，经节流阀后，压力降为

再经喷管射入压

的大容器中，若喷管出口截面积

试求：（1）节流过程熵增及作功能力损失。

（2）应采用何种喷管？其出口截面上的流速及喷管质量流量是多少？ 已知：

各状态的参数如表所示。

表