熱工基礎(chǔ)(張學(xué)學(xué)主編)第三版思考題及習(xí)題答案詳解

1、1熱工基礎(chǔ)（張學(xué)學(xué)主編）第三版思考題及習(xí)題答案詳解 熱工基礎(chǔ)（張學(xué)學(xué)主編）第三版思考題及習(xí)題答案詳解第一章 一章思考題 思考題1. 平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)有何區(qū)別？熱力學(xué)中為什要引入平衡態(tài)的概念？答：平衡狀態(tài)是在不受外界影響的條件下，系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)不隨時間而變化的狀態(tài)。 而穩(wěn)定狀態(tài)則是不論有無外界影響，系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)不隨時間而變化的狀態(tài)?？梢娖胶獗胤€(wěn)定， 而穩(wěn)定未必平衡。 熱力學(xué)中引入平衡態(tài)的概念， 是為了能對系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)用狀態(tài)參數(shù)來進(jìn)行

2、描述。2. 表壓力或真空度能否作為狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行熱力計算？若工質(zhì)的壓力不變，問測量其壓力的壓力表或真空計的讀數(shù)是否可能變化？答：不能，因為表壓力或真空度只是一個相對壓力。若工質(zhì)的壓力不變，測量其壓力的壓力表或真空計的讀數(shù)可能變化，因為測量所處的環(huán)境壓力可能發(fā)生變化。3． 當(dāng)真空表指示數(shù)值愈大時，表明被測對象的實際壓力愈大還是愈??？答：真空表指示數(shù)值愈大時，表明被測對象的實際壓力愈小。4. 準(zhǔn)平衡過程與可逆過程有何區(qū)別？答：無耗散的準(zhǔn)平衡過

3、程才是可逆過程， 所以可逆過程一定是準(zhǔn)平衡過程，而準(zhǔn)平衡過程不一定是可逆過程。5. 不可逆過程是無法回復(fù)到初態(tài)的過程，這種說法是否正確？答： 不正確。 不可逆過程是指不論用任何曲折復(fù)雜的方法都不能在外界不遺留任何變化的情況下使系統(tǒng)回復(fù)到初態(tài)，并不是不能回復(fù)到初態(tài)。6. 沒有盛滿水的熱水瓶，其瓶塞有時被自動頂開，有時被自動吸緊，這是什幺原因？答：水溫較高時，水對熱水瓶中的空氣進(jìn)行加熱，空氣壓力升高，大于環(huán)境壓力，瓶塞被自動頂開。 而水溫較

4、低時， 熱水瓶中的空氣受冷， 壓力降低， 小于環(huán)境壓力， 瓶塞被自動吸緊。7. 用 U 形管壓力表測定工質(zhì)的壓力時，壓力表液柱直徑的大小對讀數(shù)有無影響？答：嚴(yán)格說來，是有影響的，因為 U 型管越粗，就有越多的被測工質(zhì)進(jìn)入 U 型管中，這部分工質(zhì)越多，它對讀數(shù)的準(zhǔn)確性影響越大。3bar mmHg p p p p b 11 . 2 1582 800 3 . 133 / 81 . 9 300 760 ? ? ? ? ＝ ＋ ＋ ＝ ＋ 汞柱

5、水柱1-5 解：由于壓縮過程是定壓的，所以有KJ V V p pdV WVV 200 ) 4 . 0 8 . 0 ( 10 5 . 0 ) ( 62 121 ? ? ? ? ? ? ? ? ?1-6 解：改過程系統(tǒng)對外作的功為? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0.50.33 . 013 . 023 . 1 1 11.33 . 11 5 . 03 . 0 25 85. ) ( 0.3 V W1 kJ V V V p dV V p p

6、dV1-7 解：由于空氣壓力正比于氣球的直徑，所以可設(shè) cD p ? ，式中 c 為常數(shù)，D 為氣球的直徑，由題中給定的初始條件，可以得到：500000 3 . 015000011 ? ? ? ? DpDp c該過程空氣對外所作的功為kJD D c dD D c D cDd pdV WDDDDVV36 . 34 ) 3 . 0 4 . 0 ( 5000000 81) ( 8121 ) 61 (4 44 14 23 3 212121? ?

7、 ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? ? ?1-8 解： （1）氣體所作的功為：? ? ? ? ? ?0.30.14 6 10 1.76 d 10 0.04) (0.24 J V V W（2）摩擦力所消耗的功為：J L f W 1000 0.1) (0.3 2 . 01000 Δ ? ? ? ? ＝ 摩擦力所以減去摩擦力消耗的功后活塞所作的功為：J W W W 4 10 66 . 1 ? ? ＝ ＝ 摩擦力 活塞1-9 解：

8、由于假設(shè)氣球的初始體積為零， 則氣球在充氣過程中， 內(nèi)外壓力始終保持相等，恒等于大氣壓力 0.09MPa，所以氣體對外所作的功為：J V p W 5 6 10 8 . 1 2 10 09 . 0 ? ? ? ? ? ? ?1-11 解：確定為了將氣球充到 2m3 的體積，貯氣罐內(nèi)原有壓力至少應(yīng)為（此時貯氣罐的壓力等于氣球中的壓力，同時等于外界大氣壓 b p ）Pa VV pVV p p 5511 211 21 10 1.8 22) (2