工程热力学复习重点及简答题2012

1、实用标准 工程热力学复习重点 2012.3 绪论 1 理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究方法 2 理解热能利用的两种主要方式及其特点 3 了解常用的热能动力转换装置的工作过程 1 什么是工程热力学 从工程技术观点岀发，研究物质的热力学性质，热能转换为机械能的规律和方法，以及有效、合理地利用热 能的途径。 2 能源的地位与作用及我国能源面临的主要问题 3.热能及其利用 1 热能：能量的一种形式 2 来源：一次能源：以自然形式存在，可利用的能源。 如风能，水力能，太阳能、地热能、化学能和核能等。 二次能源：由一次能源转换而来的能源，如机械能、机械能等。 3 利用形式： 直接利用：将

2、热能利用来直接加热物体。如烘干、采暖、熔炼（能源消耗比例大） 间接利用：各种热能动力装置，将热能转换成机械能或者再转换成电能， 4.热能动力转换装置的工作过程 5 热能利用的方向性及能量的两种属性 1 过程的方向性：如：由高温传向低温 2 能量属性：数量属性、，质量属性（即做功能力） 3 数量守衡、质量不守衡 4 提高热能利用率：能源消耗量与国民生产总值成正比。 第1章 基本概念及定义 1. 1热力系统 一、热力系统 系统： 用界面从周围的环境中分割岀来的研究对象，或空间内物体的总和。 外界： 与系统相互作用的环境。 界面： 假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。 文案大全 依据：系统与外界

3、的关系 系统与外界的作用： 热交换、功交换、质交换。 二、闭口系统和开口系统 闭口系统：系统内外无物质交换，称控制质量。 开口系统：系统内外有物质交换，称控制体积。 三、绝热系统与孤立系统 绝热系统：系统内外无热量交换 （系统传递的热量可忽略不计时，可认为绝热 孤立系统：系统与外界既无能量传递也无物质交换 =系统+相关外界=各相互作用的子系统之和=一切热力系统连同相互作用的外界 四、根据系统内部状况划分 可压缩系统：由可压缩流体组成的系统。 简单可压缩系统：与外界只有热量及准静态容积变化 均匀系统：内部各部分化学成分和物理 性质都均匀一致的系统，是由单相组成的 非均匀系统：由两个或两个以上的相

4、所组成的系统。 单元系统：一种均匀的和化学成分不变的物质组成的系统。 多元系统：由两种或两种以上物质组成的系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 思考题： 孤立系统一定是闭口系统吗 ？反之怎样？ 孤立系统一定不是开口的吗、 孤立系统是否一定绝热？ 1. 2工质的热力状态与状态参数 、状态与状态参数 状态：热力系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。 状态参数：描述工质状态特性的各种状态的宏观物理量。 ）、自由焓（g） 女温度（T、压力（P）、比容（U）或密度（p）、内能（U）、焓（h）、熵（

5、s）、自由能（f 。 状态参数的数学特性： 2 1.d = x2 - x1 i 表明：状态的路径积分仅与初、终状态有关，而与状态变化的途径无关。 2. ： dx =0 表明：状态参数的循环积分为零 基本状态参数：可直接或间接地用仪表测量岀来的状态参数：温度、压力、比容或密度 温度：宏观上，是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量。 微观上，是大量分子热运动强烈程度的量度 2.压力： 垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 p二*式中：F整个容器壁受到的力，单位为牛顿（N）; f 容器壁的总面积（m2）。 微观上：分子热运动产生的垂直作用于容器壁上单位面积的力。 压力测量依据：力平衡

6、原理压力单位：MPa 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。工程上常用测压仪表测定的压力。 以大气压力为计算起点，也称表压力。 (PB) P = B - H（ pT1-T2 所以：；1c 1 二卡诺定理： 1、所有工作于同温热源、同温冷源之间的一切热机，以可逆热机的热效率为最高 2. 在同温热源与同温冷源之间的一切可逆热机，其热效率均相等 思考题 1 自发过程为不可逆过程，那么非自发过程即为可逆过程。此说法对吗？为什么？ 2自然界中一切过程都是不可逆过程，那么研究可逆过程又有什么意义呢？ 3. 以下说法是否正确？ 、Q ds 工质经历一不可逆循环过程 ，因.T o,故0 不可逆过程的熵变无法计

7、算 若从某一初态沿可逆和不可逆过程达到同一终态，则不可逆过程中的熵变必定大于可逆过程中的熵变。 4某热力系统经历一熵增的可逆过程，问该热力系统能否经一绝热过程回复到初态。 5若工质经历一可逆过程和一不可逆过程，均从同一初始状态出发，且两过程中工质的吸热量相同，问工 质终态的熵是否相同？ 6 绝热过程是否一定是定熵过程？定熵过程是否一定满足PvK=t值的方程？ 答案：可逆绝热过程才是定熵。否，必须为理想气体，可逆绝热，定值比热容。 7工质经历一个不可逆循环能否回复到初态？ 8 用孤立系统熵增原理证明：热量从高温物体传向低温物体的过程是不可逆过程。 第8章压气机的热力过程 可逆循环的热效率都相等，

8、t =1 T1 T2 答：说法不对。循环热效率的基本定义为： t =:如，循环的热效率除与循环净功有关外，尚与循环吸热量 Qi Q的大小有关； 说法不对。根据卡诺定理，只是在“工作于同样温度的高温热源和同样温度的低温热源间”的条件下才 能肯定不可逆循环的热效率一定小于可逆循环，离开了这一条件结论就不正确； 说法也不正确。根据卡诺定理也应当是在“工作于同样温度的高温热源和同样温度的低温热源间”的条 件下才能肯定所有可逆循环的热效率都相等，t =1 _巴，而且与工质的性质与关，与循环的种类无关。如果 式中的温度分别采用各自的放热平均温度和吸热平均温度则公式就是正确的，即t =12，不过这种情况下

9、Ti 也不能说是“所有可逆循环的热效率都相等”，只能说所有可逆循环的热效率表达方式相同。 6. 循环热效率公式 t二qi f和t二Tl T2是否完全相同？各适用于哪些场合？ qiTi 答：不完全相同。前者是循环热效率的普遍表达，适用于任何循环；后者是卡诺循环热效率的表达，仅适用于卡 诺循环，或同样工作于温度为 Ti的高温热源和温度为 T2的低温热源间的一切可逆循环。 7. 与大气温度相同的压缩空气可以膨胀作功，这一事实是否违反了热力学第二定律？ 答：不矛盾。压缩空气虽然与大气有相同温度，但压力较高，与大气不处于相互平衡的状态，当压缩空气过渡到 与大气相平衡时，过程中利用系统的作功能力可以作功，

10、这种作功并非依靠冷却单一热源，而是依靠压缩空气的 状态变化。况且，作功过程中压缩空气的状态并不依循环过程变化。 8. 下述说法是否正确：. 熵增大的过程必定为吸热过程： 熵减小的过程必为放热过程； 定熵过程必为可逆绝热过程。 答：说法不对。系统的熵变来源于熵产和热熵流两个部分，不可逆绝热过程中工质并未从外界吸热，但由于存 在熵产工质的熵也会因而增大； 说法是对的。系统的熵变来源于熵产和热熵流两个部分，其中熵产必定是正值，因而仅当系统放热，热 熵流为负值时，系统的熵值才可能减小； 这种说法原则上是不对的。系统的熵变来源于熵产和热熵流两个部分，其中熵产必定是正值，对于不可 逆的放热过程，其热熵流为

11、负值，当热熵流在绝对数值上恰好与熵产一样时，过程将成为定熵的。因此：可逆的 绝热过程为定熵过程，而定熵过程却不一定是绝热过程。 9.下述说法是否有错误： 熵增大的过程必为不可逆过程；使系统熵增大的过程必为不可逆过程； 熵产S 0的过程必为不可逆过程； 不可逆过程的熵变.S无法计算; 如果从同一初始态到同一终态有两条途径，一为可逆，另一为不可逆，则 不可逆=S可逆、Sf,不可逆-Sf,可逆、Sg,不可逆-q，可逆； 不可逆绝热膨胀的终态熵大于初态熵，SS，不可逆绝热压缩的终态熵小于初态熵S qa-c 在T-s图上 qa-b的大小如面积abcsbsaa所示； qa-c的大小如面积acsbsaa所示； 11. 由同一初态经可逆绝热压缩和不可逆绝热压缩两种过程将某种理想气体压缩到相同的终压，在P-v图和T-s 图上画出两过程，并在 T-s图上示出两过程的技术功及不可逆过程的火用损失。 答：作图如下 图中12s为可逆绝热压缩；12为不可逆绝热压缩面积1 2sSiSi