工程热力学习题课

可逆过程：如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使系统和外界都 返回原来状态而不留下任何变化。
例6．工质及气缸、活塞组成的系统经循环后，系统 输出功中是否要减去活塞排斥大气功才是有用功？
不需要减去
循环过程不需要考虑，注意循环。
例7选择题
（1）( C )过程是可逆过程 A.可以从终态回复到初态的 B.没有摩擦的 C.没有摩擦的准平衡的 D.没有温差的
阿伏伽德罗定律
例 2. 对 于 确 定 的 一 种 理 想 气 体 ， cp–cv 是 否 等 于 定 值 ？ cp/cv是否为定值？cp–cv、cp/cv是否随温度变化？ cp–cv=Rg，等于定值，不随温度变化。cp/cv不是定值，将 随温度发生变化。
知识点：梅耶公式以及比热容
比 ，以单原子、双原子、多原
(
)
（4）由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程，故从本质上说属
于可逆过程。
×
（
）
（5）气体膨胀时一定对外作功；
×
（）
第二章气体的热力性质
9
例1.气体的摩尔体积Vm是否因气体的种类而异？是否因所处 状态不同而异？任何气体在任意状态下摩尔体积是否都是 0.022414m3/mol？
气体的摩尔体积Vm不因气体的种类而异。所处状态发生变 化，气体的摩尔体积也随之发生变化。任何气体在标准状 态（p=101325Pa，T=273.15K）下摩尔体积是 0.022414m3/mol。在其它状态下，摩尔体积将发生变化。
（2）同样大小的容器内分别储存了同样温度的氢气和氧气，若二
个容器内气体的压力相等，则二种气体质量的大小
为m H 2 小于 m O 2
。 7
（3）双原子理想气体的定值比热容 c p 为2 R 0
。
（4）理想气体的热力学能是温度的 单值
函数
（5）气体常数Rg与气体种类 有
关，与无状态
关。
通用气体常数R与气无体种类
工程热力学习题课
第一章基本概念
2
例1.判断题 判断下列过程那些是A可逆的；B不可逆的；C可以是可逆的，并扼要说明不 可逆的原因 （1）对刚性容器内的水加热，使其在恒温下蒸发。 （2）对刚性容器内的水做功，使其在恒温下蒸发。 （3）对刚性容器中的空气缓慢加热，使其从50℃升温到100℃。
解答： （1）可以是可逆过程，也可以是不可逆过程，取决于热源温度与水温度是 否相等，若两者不等，则存在外部的传热不可逆因素，便是不可逆过程。 （2）对刚性容器的水做功，只能是搅拌功，伴有摩擦扰动，因而有内不可 逆因素，是不可逆过程。 （3）可以是可逆的，也可以是不可逆的，取决于热源温度与空气温度是否 随时相等或随时保持无限小的温差。
例2.填空题
(1)能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。
（2）绝热系是与外界无 热量
交换的热力系。
（3）孤立系是指系统与外界既无 能量
交换质也量无
交
换（的4）热热力力系系。在不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保持不变，
这种状态称为 平衡状态
( 平衡状态还是稳定状态 )
（5）实现可逆过程的条件
例7.煤气表上读得煤气消耗量是68.37 m3，使用期间煤气 表的平均表压力是44 mmH2O，平均温度为17 ℃，大气平均压 力为751.4 mmHg，求：
B.与状态有关,与气体种
类无关
C.与气体种类和状态均有关
D.与气体种类和状态均
无（关2）由理想气体混合物分压力和分容积定义可以得到 D
（ pVi mi）RT A、
piV niRT ； B、
pivi RiT
pVi piV
；
C（、3）对比态状态方程；的形D式、是 （ D
）：
A、
； B、
；
C、
； D、
（2）下列系统中与外界不发生能量交换的系统是 B （）
A 绝热系统 B 孤立系统 C 闭口系统 D A+B
例8判断题
（1）如果容器中气体压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持
不变；
×
（
）
（2）压力表读值发生变化,说明工质的热力状态也发生了变化。 ×
(
)
（3）可逆过程一定是准静态过程,而准静态过程不一定是可逆过程。 √
不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。
例4.有人认为开口系统内系统与外界有物质交换，而物质 又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。对不 对，为什么？
不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界 进行传递（传热量），随物质进出的热能（准确 地说是热力学能）不在其中。
例5．经历一个不可逆过程后，系统能否恢复原来状态？包 括系统和外界的整个系统能否恢复原来状态？ 经历一个不可逆过程后，系统可以恢复原来状态，它将导 致外界发生变化。包括系统和外界的整个大系统不能恢复 原来状态。
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无关，与状态
关。在
SI制8中.3R14的数值是 J/molK
，单位
是（6）混合气体由氮气和。二氧化碳组成，已知氮气的质量成分为0.72，
则混合气体的平均气体常数Rg= 0.267kJ/(kgK)
，平均
摩尔31质.1 量10M=3kg/mol
。
例6选择题
（1）气体常量Rr( A )
A.与气体种类有关,与状态无关
过程是准静态过程；过程中不存在好散效应
是。（的：6绝）对测压得力容为器的17表3 k压Pa 力为75KPa
，大气压力为0.098MPa 。
，则容器内
（7）已知当地大气压为0.1MPa，一压力容器中被测工质的压力为50kPa，
此时，该工质的测量应选用 真空计
（填真空计或压力表）测
压计。
例3．闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那 么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？
子气体为例认知
例3.实际气体性质与理想气体性质差异产生的原因是什么？ 在什么条件下才可以把实际气体作理想气体处理？
差异产生的原因就是理想气体忽略了分子体积与分子间作 用力。当p→0时，实际气体成为理想气体。实际情况是当实 际气体距离其液态较远时，分子体积与分子间作用力的影响 很小，可以把实际气体当作理想气体处理。
例4.压缩因子Z的物理意义怎么理解？能否将Z当作常数处理？
答：由于分子体积和分子间作用力的影响，实际气 体的体积与同样状态下的理想气体相比，发生了变化。 变化的比例就是压缩因子。Z不能当作常数处理。
例5填空题
(1)已知某双原子气体的气体常数Rr=260J/(kg·k)，则其定值定体质
量比热容cv=__65_0__J/(kg·k)。