1.3　名?？佳姓骖}詳解

一、選擇題

1．所謂真空是指（　?。?span id="8egsqf8" class="ZhenTiTag">[北京航天航空大學2002研]

A．表壓力為零

B．絕對壓力為零

C．絕對壓力小于當地大氣壓力　

D．表壓力等于當地大氣壓力

【答案】C

2．準靜態過程是（　?。?。[南京航空航天大學2008研]

A．平衡過程　 

B．可逆過程　 

C．不可逆過程　 

D．無限接近平衡的過程

【答案】D

【解析】準靜態過程指造成系統變化的不平衡勢差無限小，使該系統任何時刻都無限接近于某個平衡態，可知選D。

3．對于理想氣體，下列參數中（　  ）不是溫度的單值函數。[湖南大學2007研]

A．內能

B．焓

C．比熱

D．熵

【答案】D

【解析】理想氣體的熵不是溫度的單值函數，它還與壓強、比容、氣體的熱力學參數有關。

4．若已知工質的表壓力P_g＝0.07Mpa，環境壓力Pa＝0.1Mpa。則工質的絕對壓力為（　?。?。[寧波大學2008年考研試題]

A．0.03MPa

B．0.17MPa

C．0.07MPa

D．0.1MPa

【答案】B

【解析】工質的絕對壓力=環境壓力+表壓力，故答案選擇0.17MPa。

二、填空題

1．狀態參數中的直接測量量有______，不可測量量有______，與熱力學第二定律有關的一個狀態參數是______。[天津大學2005研]

【答案】p、T、V ；V、H、S；熵

2．工質在流過一絕熱節流閥的節流過程中壓力下降，此過程中參數______不變；當該工質為理想氣體時，參數______也不變。[北京理工大學2007研]

【答案】焓；溫度

三、判斷題

1．漸縮噴管出口截面的壓力隨著背壓的降低面降低，當背壓降至臨界壓力以下時，出口截面的壓力等于背壓值。（　?。?span id="t774uhp" class="ZhenTiTag">[天津大學2005研]

【答案】錯

2．氣體膨脹時一定對外做功，而被壓縮時則一定消耗外功。（　　）[哈爾濱工業大學2002研]

【答案】錯

【解析】氣體向真空自由膨脹的時候就不做膨脹功。

3．不可逆過程可以在p-V圖、T-S圖上表示出來。（　?。?span id="r9eskyk" class="ZhenTiTag">[同濟大學2005研]

【答案】錯

【解析】準靜態過程才可以在p-V圖、T-S圖上表示出來，但是不可逆過程不一定是準靜態過程。

4.u=f(T，p)及s=f(T，v)均表示的是狀態參數之間的關系式，它們都是狀態方程。（　　）[東南大學2003研]

【答案】對

5．工質的絕對壓力可表達為表壓力和當場大氣壓之和，或當場大氣壓減去真空度。（　　）[南京航空航天大學2008研]

【答案】對

6．描述理想氣體受壓的狀態參數僅僅是氣體的絕對壓力。（　  ）[湖南大學2007研]

【答案】對

四、名詞解釋

1．何謂化學反應的反應熱效應？[西安交通大學2004研]

解：系統經歷一個化學反應過程，反應前后溫度相等，并且只作容積變化功而無其它形式的功時，1kmol主要反應物或生成物所吸收或放出的熱量稱為反應熱效應。

2．熱能（熱力學能或內能）與熱量。[天津大學2005研]

解：熱能是系統的一種儲存能，它的大小取決于物質的種類以及其溫度和物質的數量，通常熱能就是內能。熱量是系統與外界之間，穿越邊界而傳遞的一種能量形式。熱量傳遞的動力是二者的溫度差。

3．熱效率。[東南大學2004研]

解：熱效率是指用于做功的那部分熱量與所消耗的總熱量的比值。

4．閉口系統與開口系統。[中科院—中科大2007研]

解：物質不能透過邊界，即與外界與質量交換只能有能量交換的熱力系統，稱為閉口系統。物質可以透過外界，即與外界既可有質量交換又可有能量交換的熱力系統，稱為開口系統。閉口系統控制質量，開口系統控制空間范圍。

五、簡答題

1．什么是可逆過程？經歷一個不可逆過程后，系統是否還能恢復原來的狀態？為什么？ [華中科技大學2005研]

解：若系統在完成某一過程后，能夠沿著該路徑逆行而使系統及外界都回復到原來的狀態，沒有其他任何變化，則稱此過程為可逆過程，否則則為不可逆過程。經歷一個不可逆過程后，系統是能夠恢復到原來的狀態的。所謂不可逆過程，是指完成一個過程后，系統和外界不可能同時恢復到原來的狀態，所以只有系統本身恢復到原來的狀態是可能的，只是包括系統和外界在內的整個系統則一定不能恢復到原來的狀態。

2．給出“熱”和“功”的定義，并分析其異同。[北京航空航天大學2005、2006研]

解：熱量是熱力系和外界之間僅由于溫度不同而通過邊界傳遞的能量，功是熱力系流通過邊界而傳遞的能量，而全部效果可表現為舉起重物。

相同點：二者均為過程量，都通過邊界傳遞.

不同點：功是有規則的宏觀運動能量的傳遞，在作功過程中往往伴隨著能量形式的轉化；熱則是大量的微觀粒子雜亂熱運動的能量傳遞，傳熱過程中不出現能量形式變化，功轉變成熱是無條件的，而熱轉變成功是有條件的。

3．對于簡單可壓縮系，系統只與外界交換哪一種形式的功？可逆時這種功如何計算？[西安交通大學2004研]

解：在簡單可壓縮系統中，系統只與外界交換膨脹功或壓縮功?？赡鏁r，這種功的計算式為。

4．試述下列各項中兩個概念之間的區別：

（1）閉口系統和孤立系統。

（2）絕熱過程和定熵過程。

（3）可逆循環和逆向循環。[哈爾濱工業大學2000研]

解：（1）閉口系是指系統與外界沒有物質交換；而孤立系統是指系統與外界之間既無物質交換也無能量交換的系統。

（2）絕熱過程指過程中，系統與外屆沒有熱量交換；而定熵過程是指過程中系統的熵不變。可逆的絕熱過程一定是定熵過程，但不可逆的絕熱過程不是定熵過程。

（3）可逆過程是指系統經過一個過程后，可以使得系統和外界同時恢復到初始狀態，而不引起變化的過程，而逆向過程是指過程的方向在p-V圖或T-s圖上是逆時針。

5．試述準靜態過程與可逆過程的區別。[同濟大學2007研]

解：（1）定義不同。準靜態過程是一系列平衡態所組成的過程；可逆過程是如果系統完成某一熱力過程后，再沿原路徑逆向進行時，能使系統和外界都返回原來狀態而不留下任何變化的過程。

（2）要求條件不同。可逆過程要求系統與外界隨時保持力平衡和熱平衡，且不存在任何耗散損失，在過程中沒有任何能量的不可逆損失；準靜態過程的條件僅限于系統內部的力平衡和熱平衡，在進行中系統與外界可以有不平衡勢差，也可能有耗散現象發生，只要系統內部能及時恢復平衡，其狀態變化還是準靜態的。

（3）可逆過程是針對過程中所引起的外部效果而言的，準靜態過程是針對系統內部狀態變化而言的。

（4）可逆過程一定是準靜態過程，準靜態過程不一定是可逆過程。

（5）實際過程總是在溫差、壓差作用下變化的，實際過程是偏離可逆過程的準靜態。

相同點：對于熱力系統而言，兩個過程都是由一系列平衡態所組成的，在p-V圖上都能用連續曲線表示，都可用確定的狀態參數變化描述過程。

6．什么是熱力系統？熱力系統可分為幾類？[大連理工大學2004研]

解：通常根據研究問題的需要，人為地劃定一個或多個任意幾何面所圍成的空間作為熱力學研究對象，這種空間內的物質的總和稱為熱力學系統，簡稱系統或體系?？煞譃殚]口系統和開口系統；簡單系統、絕熱系統和孤立系統；均勻系統和非均勻系統；單元系統和多元系統等。

7．熱量和功有什么相同的特征？兩者的區別是什么？[中南大學2000研]

解：熱量和功是能量的不同表現形式，都是與過程有關的量。其單位是相同的。區別在于表現形式的不同。

8．在熱力學能、焓、熵、功和熱量這些參數中，哪些量是狀態量？哪些量是過程量？[北京理工大學2005研]

解：U、H、S是狀態量；Q、W是過程量。

9．供暖使室內溫度升高，室內空氣的總內能是否增加？為什么？（室內氣壓與室外大氣壓相同）[中科院-中科大2006研]

解：不增加。因一般情況下，空氣可視為理想氣體，溫度變化不大，比熱近似為常數。其比內能，狀態變化，故室內空氣的總內能的變化為：

而供暖過程中，室內的容積不變，壓力與大氣壓一致也不變，所以不變，故。

10．試分析下列各熱力過程是否為可逆過程，如不可逆，請說明理由，若不一定可逆，說明在什么條件下可逆。[南京航空航天大學2007研]

（1）將熱量從溫度為100℃的熱源緩慢傳遞給處于平衡狀態的0℃的冰水混合物。

（2）通過攪拌器作功使水保持等溫的汽化過程。

（3）在一絕熱的氣缸內進行無內、外摩擦的膨脹或壓縮過程。

（4）30℃的水蒸氣緩慢流入一絕熱容器與30℃的液態水相混合。

（5）在一定容積的容器中，將定量工質從20℃緩慢加熱到120℃。

解：（1）不可逆。屬有限溫差下的傳熱過程，所以不可逆。

（2）不可逆。屬功轉熱過程。

（3）不一定可逆，若過程為準靜過程則可逆，否則不可逆。

（4）可逆。

（5）不一定可逆，若熱源溫度隨時保持與工質相同，則可逆。

六、計算題

1．某容器被一個剛性壁分為兩個部分，在容器的不同部位安裝有壓力表，如圖1-1所示，壓力表B上的讀數為75kPa，壓力表C上的計數為0.11MPa。如果大氣壓力為97kPa，試確定壓力表A上的讀數以及容器兩部分內氣體的絕對壓力。[南京航空航天大學2006研]

圖1-1

解：由題意可知壓力表中顯示的是表壓，同時由于大氣壓力為9kPa，因此容器內1部分的絕對壓力為：

壓力表B中讀數為75kPa，因此可以得到容器內2部分的絕對壓力為：

因此由2部分的絕對壓力和外界大氣壓力可以得到壓力表A中的讀數為：