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2．气体的压力越大，则所具有的功量愈大.［］
3．比体积和密度不是两个相互独立的状态参数。
［]
4．绝对压力、表压力和真空都可以作为状态参数.[］
5．经历了一个不可逆过程后，工质就再也不能回复到原来的初始状态了.[］
6．孤立系内工质的状态不会发生变化。
[］
7．可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。
8．凝汽器的真空下降时，则其蒸汽侧的绝对压力增大。
［]
9．若容器中气体的压力没有改变,则压力表上的读数就一定不会改变。
[]
10．不平衡过程一定是不可逆过程。
四、选择题
1．下列各量可作为工质状态参数的是：
［]
（1）表压力；
（2）真空;
（3）绝对压力。
2．水的三相点温度比冰点温度应:
［］
（1）相等；
（2）略高些；
（3）略低些。
3．下列说法中正确的是:
[］
（1）可逆过程一定是准平衡过程；
（2）准平衡过程一定是可逆过程；
（3）有摩擦的热力过程不可能是准平衡过程。
4．下列过程中属可逆过程的是:
[]
（1）自由膨胀过程;
（2）等温传热过程；
（3）有摩擦的热力过程。
5．一台功率为600MW的汽轮发电机组连续工作一天的发电量为:
（1）1。
44×
107kJ；
（2）5.184×
109kJ；
（3）1.44×
107kWh。
6．测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是因为：
（1）有气体泄漏；
（2）气体的热力状态发生变化；
（3）大气压力发生变化；
（4）以上三者均有可能。
五、问答题
1．火电厂为什么采用水蒸气作为工质？
2．能否说气体的某一个分子具有一定的温度和压力?
温度和压力究竟是宏观量还是微观量？
3．准平衡过程和可逆过程有何联系与区别?
4．为什么称p—v图为示功图？
T-s图为示热图?
六、计算题
1．10kg温度为100℃的水,在压力为1×
105Pa下完全汽化为水蒸气。
若水和水蒸气的比体积各为0。
001m3/kg和1.673m3/kg。
试求此10kg水因汽化膨胀而对外所作的功（kJ）。
2．设一容器被刚性壁分为两部分，分别装有两种不同的气体。
在容器的不同部分装有压力表，如图1-1所示。
若压力表A的读数为5.7×
105Pa，压力表B的读数为2.2×
105Pa，大气压力为0。
98×
105Pa.试确定压力表C的读数以及容器内两部分气体的绝对压力各为多少？
图1—1
3．用U形管压力计测定容器中气体的压力。
为防止水银蒸发,在水银柱上面加一段水。
如图1-2所示。
测量结果，水银柱高800mm，水柱高500mm。
气压计读数为780mmHg，试计算容器中气体的绝对压力为多少Pa？
图1-2
4．如果气压计读数为750mmHg,试完成以下计算：
（1）表压力为0。
105Pa时的绝对压力；
（2）真空表上读数为400mmH2o时的绝对压力（Pa）；
（3）绝对压力为2。
105Pa时的表压力。
5．用斜管压力计测量锅炉烟道中烟气的真空,如图1-3所示，斜管的倾斜角α=30°
压力计的斜管中水柱长度L=160mm，当地气压计读数为pb=740mmHg。
求烟气的绝对压力（以毫米汞柱表示）。
图1—3
＊*＊＊＊*＊＊*＊*****＊*****＊**＊*＊**********＊＊＊**＊＊＊＊＊＊＊*＊＊*＊＊＊*＊＊＊＊＊*＊＊***＊＊*＊＊＊*＊***
●参考答案：
一、填空题
1.热，机械,工质
2.高温热源，机械能，低温热源
3.热量、功、物质
4.闭口系统，开口系统
5.初、终，工质的状态变化途径
6.两
7.133.3Pa,9。
81Pa
8．0。
15MPa
9．0。
0039MPa
10．准平衡，任何形式的能量耗散
11．平衡，准平衡（或可逆）
12．能量传递，状态参数，过程
13．>
，〈，工质的初、终状态以及过程的变化路径
1．压力为1atm，温度为0℃时的状态.
2．系统内工质各点相同的状态参数均匀一致的状态.
3．由一系列平衡状态所组成的热力过程。
4．当一个过程进行完了以后，如能使工质沿相同的路径，逆行回复至原来状态，并使整个系统和外界全部都回复到原来状态而不留下任何改变。
5．能够将热能转变为机械能的设备。
6．在工程热力学中，能不断地供给工质热能的物体叫做热源。
7．被人为分离出来的热力学研究对象。
8．在热力学中，热力系是通过气体的体积变化来实现热能和机械能的相互转换的，这种功称为体积变化功。
它包括膨胀功和压缩功。
9．选取水的三相点（即水的固，液，气三相平衡共存的状态）为基准点,并定义它的温度为273.16K.在1atm下，水的冰点温度为273.15K，沸点温度为373。
15K，其间分为100个等分,则每一等分表示1K。
10．与外界既没有物质交换，也没有能量交换的热力系，称为孤立系，它是一种为简化热力学问题分析而引入的假想热力系。
1．×
.温度是状态量，而热量是过程量。
2。
×
。
压力是状态量，而功量是过程量.
3．√.比体积和密度互为倒数关系，其物理意义相同，均表示物体内部分子聚集的疏密程度。
4．×
.只有绝对压力才可以作为状态参数，因为状态一定时，表压力和真空将随着大气压力而变。
5．×
经历了一个不可逆过程后，工质是可以回复到原来状态的,只是与之相互作用的外界不能复原。
6．×
孤立系是指系统与外界之间没有物质和能量的交换，但孤立系内部是可以发生能量传递与转换过程的，即工质的状态可以发生变化。
7．√。
可逆过程定义。
8．√。
真空与绝对压力是呈相反变化的规律，即真空下降时,绝对压力将增大。
9．×
压力表读数随环境压力变化.
10．×
定义。
1．（3）；
2.
（2）;
3。
（1）；
4。
（2）;
5.（3）;
6。
（4）
1．答:
工质应具有良好的膨胀性和流动性,热力性能稳定，对环境友善，无毒、无腐蚀性，且价廉易得.由于水蒸气较好地满足了以上对工质的几点要求，所以被火电厂采用为工质.
2．答：
不能。
因为温度和压力只对包含有大量分子的宏观热力系才有意义,对单个分子是没有意义的，所以温度和压力是宏观量。
3．答：
对工质而言，准平衡过程和可逆过程同为一系列平衡状态所组成,都能在参数坐标图上用一连续曲线来描述，并可用热力学方法对它进行分析。
但准平衡过程的概念只包括工质内部的状态变化,而可逆过程则是分析工质与外界所产生的总效果。
因此,可逆过程必然是准平衡过程,而准平衡过程只是可逆过程的条件之一。
4．答:
p-v图上过程线在v轴上的投影面积可表示该可逆过程中工质与外界所交换的功量的大小，故称p—v图为示功图;
T-s图上过程线在s轴上的投影面积可表示该可逆过程中工质与外界所交换的热量的大小，故称T-s图为示热图。
1．w=∫12pdv=p（v2-v1）=1×
105（1。
673—0.001）=1。
672×
105J/kg
W=mw=10×
1.672×
105=1.672×
106J=1672kJ.
2．设容器内左部分气体的绝对压力为p1，右部分气体的绝对压力为p2。
则
pc=7。
9×
105Pa；
p1=8.88×
p2=6.68×
105Pa.
3．p=pg+pb=800×
133.3+500×
9.81+780×
133.3=2.16×
4．
（1）1。
（2）1.04×
（3）1。
5．p=pb—pv=pb—ρgLsinα=734mmHg
第二章热力学第一定律
1．系统的总储存能包括和的总和.
2．热力学能是物体因分子而具有的能量，包括和两部分，前者是的函数，后者是的函数，所以热力学能是参数。
3．空气经一热力过程后热力学能增加67kJ，并消耗外功1257kJ，则此过程为_______过程。
（填吸热或放热）
4．一元稳定流动的能量方程式是（1kg工质），它适用于_______________________过程。
5．焓的定义式为，其物理意义是.
6．推动功只有在工质时才有意义.技术功等于______________和_____________的代数和,所以技术功只对系统才有意义。
7．稳定流动能量方程式用于汽轮机时可简化为_______________________，应用于锅炉时可简化为_______________________。
8．为了确定高压下稠密气体的性质，取2kg气体在25MPa下从350K定压加热到370K，气体初、终状态的体积分别为0。
03m3和0。
035m3，加入气体的热量为700kJ，则初、终状态下气体热力学能的差值等于__________。
9．已知国产30万kW汽轮机高压缸进口的蒸汽焓h1=3461。
46kJ/kg，出口焓h2=3073.97kJ/kg，蒸汽流量为1000t/h，则汽轮机高压缸产生的功率为_________kW。
1．流动净功—-
2．焓——
3．稳定流动-—
1．工质进行膨胀时必须对其进行加热。
2．气体膨胀时一定对外作功。
3．系统对外作功后，其储存能量必定减少.［]
4．系统放热，温度必定降低。
5．由于功是过程量，故推动功也是过程量。
6．闭口系能量方程和开口系稳定流动能量方程的本质是不一样的。
7．由于Q和W都是过程量，故（Q-W）也是过程量。
8．无论过程可逆与否，闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、终态热力学能的差值.［］
1．膨胀功扣除流动净功即为:
（1）轴功;
（2）技术功；
（3）输出的正功。
2．开口系统中，推动功究竟属于下面哪一种形式的能量：
（1）进、出系统中，流体本身所具有的能量；
（2）后面的流体对进、出系统的流体为克服界面阻碍而传递的能量;
（3）系统中工质进行状态变化由热能转化而来的能量。
3．气体在某一热力过程中吸热50kJ,同时热力学能增加90kJ,则此过程为:
（1）压缩过程；
（2）膨胀过程；
（3）体积保持不变。
4．下列说法中正确的是：
（1）气体吸热时热力学能一定增加；
（2）气体一定要吸收热量后才能对外做功；
（3）气体被压缩时一定消耗外功。
5．下列热力学第一定律的表达式中正确的是：
（1）
；
（2）
（3）
1．判断下列各式是否正确，并说明原因?
若正确，指出其应用条件：
（1）q=Δu+Δw;
（2）δq=du+δw；
（3）δq=dh—vdp.
2．对某可逆过程，用焓表示的热力学第一定律表达式是什么？
是怎样得来的？
3．简要说明膨胀功、推动功、轴功和技术功四者之间有何联系和区别?
如何在p-v图上表示膨胀功和技术功的大小？
4．为什么推动功出现在开口系能量方程式中，而不出现在闭口系能量方程式中？
1．气体在某一过程中吸入热量12kJ,同时热力学能增加20kJ。
问此过程是膨胀过程还是压缩过程?
气体与外界交换的功量是多少？
2．某火电厂机组发电功率为25000kW。
已知煤的发热量为29000kJ/kg，发电厂效率为28％。
试求：
（1）该电厂每昼夜要消耗多少吨煤？
（2）每发1kWh电要消耗多少kg煤?
3．一定量气体在汽缸内初容积为0。
134m3，可逆地膨胀至终容积0。
4m3，气体压力在膨胀过程中保持2×
105Pa不变。
若过程中加给气体的热量为80kJ，求气体的热力学能变化了多少？
4．一闭口热力系中工质沿acb途径由状态a变到b时吸入热量80kJ，并对外作功30kJ，如图2—1所示。
问：
（1）如果沿途径adb变化时,对外作功10kJ，则进入系统的能量是多少？
（2）当工质沿途径从b返回a时,外界对工质作功20kJ，此时工质是吸热还是放热？
其量是多少？
（3）当Ua=0,Ud=40kJ时,过程ad和db中与外界交换的热量各是多少？
图2-1
5．某蒸汽锅炉给水的焓为62kJ/kg,产生的蒸汽焓为2721kJ/kg.已知锅炉蒸汽产量为4000kg/h，锅炉每小时耗煤600kg，煤的发热量为25000kJ/kg。
求锅炉的热效率（锅炉热效率是指锅炉每小时由水变为蒸汽所吸收的热量与同时间内锅炉所耗燃料的发热量之比）？
6．对定量的某种气体加热100kJ，使之由状态1沿途径a变至状态2,同时对外作功60kJ。
若外界对该气体作功40kJ，迫使它从状态2沿途径b返回至状态1。
问返回过程中工质需吸热还是向外放热？
7．某台锅炉每小时生产水蒸气30t，已知供给锅炉的水的焓值为417kJ/kg，而锅炉产生的水蒸气的焓为2874kJ/kg.煤的发热量为30000kJ/kg,当锅炉效率为0。
85时,求锅炉每小时的耗煤量。
8．某蒸汽动力厂中，锅炉以流量40t/h向汽轮机供汽；
汽轮机进口处压力表的读数是9.0MPa，蒸汽的焓是3441kJ/kg.汽轮机出口处真空表的读数是730。
6mmHg,出口蒸汽的焓是2248kJ/kg,汽轮机向环境散热为6。
81×
105kJ/h。
若当地大气压是760mmHg，求:
（1）进、出口处蒸汽的绝对压力;
（2）不计进、出口动能差和位能差时汽轮机的功率。
＊*****＊＊*＊＊＊＊*＊**＊*＊＊＊＊＊*＊*＊*＊*＊*＊＊＊＊****＊＊＊*****＊＊*＊*****＊*＊＊***＊***＊*＊**＊**＊*
●参考答案
1．内部储存能，外部储存能
2．热运动，内动能，内位能，温度，比体积，状态
3．放热
4．q=（h2-h1）+1/2（c22—c12）+g（z2—z1）+ws,一元稳定流动的任何过程
5．h=u+pv，工质在流动状态下所具有的总能量中与热力状态有关的那部分能量
6．流动,膨胀功，推动功，开口
7．ws=h1—h2，q=h2-h1
8．575kJ
9．10.76×
104kW
1．对于同时有工质流进和流出的开口系,系统与外界交换的推动功的差值，称为流动净功。
2．其定义式为h=u+pv,它指的是工质流经开口系时所携带的总能量中取决于热力学状态的那部分能量.
3．稳定流动指的是热力系内部及边界上各点工质的热力参数和运动参数都不随时间而变化的流动。
在绝热膨胀过程中，可通过工质热力学能的减少来实现对外作功。
2．×
如自由膨胀过程中，气体对外并不作功。
3．×
.系统对外作功后，其储存能是否减少是由热力学第一定律确定的。
如系统对外作功的同时，从外界吸热,且其吸热量足以抵补作功量，则其储存能就不一定减少。
系统放热的同时，如对系统加入的功转变为热的数量大于系统的放热量，则系统的温度还可能升高.
由于推动功是工质在流动过程中所传递的功，它并不改变工质的热力状态，是与压力和比体积有关的压力势能,因此它不是过程量,而是一种状态量。
两种能量方程的本质是相同的，均反映热变功的根本途径是工质膨胀作功,其大小为q-Δu的那部分膨胀功。
7．×
根据热力学第一定律,Q—W=ΔU，是状态量.
1．
（2）;
（3）；
5.
（1）
1．答：
（1）不正确。
功是过程量,不能写成ΔW；
（2）正确。
适用于任何工质组成的闭口系统和任何过程；
（3）正确。
适用于任何工质组成的开口系统和可逆过程。
δq=dh-vdp
由热力学第一定律的数学表达式和焓的定义式,可得：
δq=du+pdv=［dh—d（pv）］+pdv
=dh—pdv-vdp+pdv
=dh—vdp
膨胀功（w）是工质体积变化产生的功，是基本功。
推动功（pv）是工质在流动过程中所传递的功。
膨胀功和推动功的代数和为技术功（wt），它是工程上可以利用的功量。
轴功（ws）是指从机器轴端输出的有用功，它等于技术功与流动工质的动、位能变化量的代数和,即
p-v图上过程线在v轴上的投影面积可表示膨胀功的大小，过程线在p轴上的投影面积可表示技术功的大小。
推动功是由流进（出）系统的工质传递而由工质后面的物质系统作出的。
对于闭口系统，不存在工质的流进（出），所以不存在这样进行传递的功。
1．此过程为压缩过程，W=—8kJ
2．
（1）266t;
（2）0.443kg
3．ΔU=26kJ
4．
（1）Qadb=60kJ；
（2）Qba=-70kJ；
（3）Qad=50kJ，Qdb=10kJ
5．70%
6．放出热量,Q2b1=-80kJ
7．2.89t/h
8．
（1）p1=pg+pb=9.1013MPa，p2=pb-pv=0。
0039MPa；
（2）Ws=Q—qm（h2-h1）=4.7×
107kJ/h，汽轮机功率为P=13066kW.
第三章理想气体的热力性质及基本热力过程
1.对于1kg理想气体其状态方程式为：
，对于mkg理想气体其状态方程式为：
.
2.空气的通用气体常数R=__________J/（kmol·
K）,气体常数Rg=J/（kg·
K），标态下的千摩尔体积Vm0=__________m3/Kmol.
3.容积为0.8m3的气罐内盛有氧气，其压力为5×
105Pa，温度为25℃，则罐内氧气的质量为__________kg。
4.比热容的值随、、和的不同而不同.
5.在定压下加热30kg的二氧化碳气体由t1=400℃到t2=1000℃所需要的热量是__________kJ.［已知
，
]
6.按物量单位的不同，气体的比热容分为三种,即、和。
7.理想气体的热力学能和焓都只是的函数，所以理想气体无论经历什么过程，其热力学能的变化量在数值上总等于,其焓的变化量在数值上总等于.
8.迈耶方程是指___________________，它适用于气体。
9.理想混合气体的总容积等于之和。
10.混合气体的成分表示法有三种，即、和，其中和在数值上是相等的.
11.理想混合气体中某一种组成气体的分压力等于混合气体的与该组成气体的之乘积。
12.一定数量的理想气体在—20℃时的体积是+20℃时体积的___________倍。
（设两种情况下的压力是相同的）
13．理想气体的基本热力过程有_______、______、______、______等热力过程。
14．定容过程中，V=______，其压力和热力学温度成______比。
15．对理想气体定容加热时，其热力学能将______，温度会______。
16．定压过程中,p=______,其比体积和热力学温度成______比。
17．定压加热过程中的加热量等于工质______的增量,它适用于任何______。
18．定温过程中，T=______,其压力和比体积成______比。
19．理想气体在定温过程中，因温度不变，其和______均不变。
20．理想气体定温膨胀时,应加入______;
定温压缩时，要放出______。
21．绝热过程的过程方程式为.
22．理想气体绝热膨胀时,压力会______，温度也会______。
23．理想气体被绝热压缩时,热力学能会______,温度也会______.
24．绝热膨胀过程中工质所作的技术功,等于工质______的减少,它适用于任何______。
25．理想气体在定压过程中，其比体积与成正比；
在定温过程中，其比体积与成反比。
26．理想气体闭口系经历一定温过程，吸收热量100J，则它的热力学能变化量为J.
1．理想气体—-
2．定压质量比热容——
3．平均比热容—-
4．理想混合气体的分容积——
5．混合气体的质量分数-—
1．气体常数Rg不仅与气体种类有关，还与气体所处的状态有关。
2．通用气体常数R与气体种类及气体所处状态均无关。
［］
3．理想气体的cp与cv的差值与气体的状态无关。
4．热力学第一定律既可写成δq=du+δw,也可写成δq=cvdT+pdv，两者适用条件相同。
5.理想气体的定温过程也即是定热力学能和定焓的过程。
6．因为水蒸气是实际气体，所以烟气中的水蒸气不能作为理想气体处理。
7．理想混合气体的容积分数和摩尔分数在数值上是相等的。
8．对于理想气体取定值比热容时，若压力降低的定温过程一定是放热过程。
9．在p—v图上，通过同一状态点的绝热过程线的斜率比定温过程线的斜率大。
10．在T-s图上，通过同一状态点的定容过程线较定压过程线平坦。
11．我们通常说空气的组成中有21%的氧气和78％的氮气,这里氧气和氮气的成分指的是质量成分。
12．理想气体的定温过程中，加热量与膨胀功和技术功三者在数值上是相等的.[]
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