一、是非题
1、可逆循环热效率都相等，
121T T t -
=η。 （ ） 2、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?S 不可逆>?S 可逆，?S f ，不可逆>?S f ，可逆，?S g ，不可逆>?S g ，可逆。 （ ）
3、工质经过不可逆循环0=?ds ，?<0r T q δ。 （ ）
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、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。 （ ）
6、理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了。 （ ）
7、实际气体的压缩因子z 可能等于1。 （ ）
8、节流过程是一个不可逆过程。 （ ）
9、循环净功W net 愈大则循环热效率愈高。 （ ）
10、熵产S g >0的过程必为不可逆过程。 （ ）
11、不可逆绝热膨胀终态熵大于初态熵S 2>S 1，不可逆绝热压缩终态熵小于初态熵S 2
12、如果压力表的读值发生变化，说明工质的热力状态也发生了变化。 （ ）
13、第二类永动机违反了热力学第一和第二定律。 （ ）
14、迈耶公式p v g c c R
-=既适用于理想气体，也适用于实际气体。 （ ）
15、沸腾状态的水总是烫手的。 （ ）
17、孤立系统的熵与能量都是守恒的。 （ ）
20、实际气体在压力趋于零的极限状态就成为理想气体。 （ ）
21、无论过程是否可逆，闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、终态的内能差。 （ ）
22、孤立系统的熵增原理表明： 过程进行的结果是孤立系统内各部分的熵都是增加的。（ ）
23、闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少。 （ ）
24、容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。 （ ）
25、熵增大的过程必定为吸热过程。 （ ） 26、熵产0
>g S 的过程必为不可逆过程。 （ ）
28、稳定流动系统进出口工质的状态相同。 （ ）
29、不可能从单一热源取热使之完全转变为功。 （ ）
30、容器中气体压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。 （ ）
31、闭口系统进行放热过程，其熵一定减少。 （ ）
32、对于过热水蒸气，干度x>1。 （ ）
33、理想气体的热力学能、焓和熵不仅仅是温度的单值函数。 （ ）
34、理想气体绝热节流后温度不变。 （ ）
二、选择题
1、如果热机从热源吸热100kJ ，对外作功100kJ ，则 。
（A ）违反热力学第一定律； （B ）违反热力学第二定律；
（C ）不违反第一、第二定律； （D ）A 和B 。
2、系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于 。
（A ）系统的初、终态； （B ）系统所经历的过程；
（C ）（A ）和（B ）； （D ）系统的熵变；
5、某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式 正确。
（A）ds＞dq/T；（B）ds ＜dq/T；（C）ds=dq/T；（D）不确定；
6、理想气体绝热流经节流阀，节流后稳定截面处的焓。
（A）升高；（B）降低；（C）不变；（D）无法确定；
7、同一地点，普通锅中的开水与高压锅中的开水。
（A）温度相同，压力不同；（B）压力相同，温度不同；
（C）压力相同，温度相同；（D）压力不同，温度不同；
10、
k
pv=常数
()
p v
k c c
=
适用于。
（A）一切绝热过程；（B）理想气体绝热过程；
（C）任何气体可逆绝热过程；（D）理想气体可逆绝热过程；
12、一绝热刚体容器用隔板分成两部分，左边盛有高压理想气体，右边为真空，抽去隔板后，容器内的气体温度将。
（A）升高；（B）降低；（C）不变；（D）不确定；
13、自发过程的特点是。
（A）不可逆；（B）伴随非自发过程才能进行；（C）系统熵必然减少；（D）可逆；
14、工质稳定流动流经热力设备时工质宏观动能和位能的变化以及热力设备对外输出的功合并在一起称为( )。
（A）体积功w；（B）技术功w t（C）轴功w s（D）推动功pv
15、工质进行了一个温度和压力升高、放热的多变过程，则多变指数n为( )。
（A）n<0 （B）0
16、理想气体某一过程的技术功w t等于吸热量q，该过程是( )。
（A）定压过程（B）定容过程（C）定温过程（D）绝热过程
17、当工质的压力一定，其温度低于对应的饱和温度时，则工质一定是( )。
（A）未饱和水（B）湿蒸汽（C）饱和水（D）过热蒸汽
18、绝热节流过程是( )。
（A）定焓过程（B）不可逆过程（C）准平衡过程（D）定熵过程
21、开口系统是指-----的系统
A 与外界有物质交换
B 与外界有热量交换
C 与外界有物质交换没有热量交换
D 与外界有功的交换
22、热力学平衡态是指系统同时处于------平衡和-------平衡
A质量/压力 B温度/质量 C压力/质量 D温度/压力
23、内能------状态参数，绝热功-----内能变化的度量，功-------状态参数
A 是/是/不是
B 不是/是/不是
C 不是/是/是
D 不是/不是/是
24、dq=du+pdv的适用范围是----。
A理想工质，可逆过程 B 任意工质，可逆过程
C理想工质，任意过程 D 任意工质，任意过程
25、卡诺循环的热效率仅与下面-----有关
A 高温热源的温度
B 低温热源的温度
C 高温热源的温度和低温热源的温度
D 高温热源的温度和低温热源的温度及工作性质
26、理想气体绝热过程中，工质的熵的变化量----
A 大于0
B 小于0
C 等于0
D 大于等于0
27、下列说法中----不对
①理想气体经过绝热节流后，温度不变，熵值也不变；
② 不论进行何种热力过程，理想气体的比热不可能小于零；
③任何系统的不可逆过程，其熵值一定增加；
④功不是状态参数，内能与流动功之和也不是状态参数
A ①②③
B ②③④
C ①③④
D ①②③④
28、关于热力学第二定律的表述，下列-----是正确的
A 不可能从热源吸取热量使之完全转变为有用功
B 不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他变化
C 不可能从单一热源吸取热量使之完全转变为有用功
D 热量可从高温物体传到低温物体而不产生其他变化
29、如循环的目的是将热能持续的转化为机械能，则该循环是----
A 制冷循环
B 热机循环
C 逆循环
D 热泵循环
三、填空题
1、卡诺循环包括两个_________过程和两个_________过程
3、干度的定义为 。
4、理想气体多变指数n=1，系统与外界传热量q =______。
5、理想气体经历了一个k n <<1多变放热过程后，工质的温度______，压力 ，体积 。
6、当设备中工质的压力低于环境压力时，若测得真空Pv=0.08MPa ，环境压力Pa=0.1MPa ，则工质的绝对压力p=______MPa 。
7、在国际单位制中压力的单位是______。
9、将相同质量的氢气和氧气分别储存到同样大小的容器内，若二个容器内气体的温度相等，则两者压力的大小为2H p ______2O p 。
10、设有一卡诺机工作于600℃和30℃热源之间，卡诺机在循环工作中从高温热源吸热1000kJ ，则向低温热源的放热为______。
11、水蒸汽定压加热过程水吸热生成过热蒸汽必需经历五种状态变化，即未饱和水、饱和水、______、 及过热蒸汽状态。
12、当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。
13、由热力系与外界发生_______交换而引起的熵变化称为熵流。
14、已知某双原子气体的气体常数 K)260J/(kg g ?=R ， 则其定值比热容v c =____k)J/(kg ?。
15、卡诺循环包括两个_________过程和两个_______过程。
16、工质绝热节流后，压力_______，熵_______。
17、在T-s 图上，任意一个逆向循环吸热______放热。（填“大于”、“小于”或“等于”）
18、卡诺热机效率_________实际热机效率。（填“大于”、“小于”或“等于”）
19、若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的△S 可逆过程△S 。（填“大于”、“小于”或“等于”）
四、分析说明题
1、 试在所给参数坐标图上定性地画出理想气体过点1的下述过程，分别指出该过程的过程指数n 应当在什么数值范围内 (图中请标明四个基本过程线)：
（1）压缩、升温、吸热的过程
（2）膨胀、降温、吸热的过程。
2、请在p-v 图与T-s 图上画出燃气轮机定压加热理想循环过程，并指出各过程线分别表明什么过程。
3、试在p-v 图及T-s 图上表征下列两个多变过程，并指出这两个过程的热量及功量的正负号。（1）n=1.15的膨胀的过程；（2）n<0的温度升高的过程；
4、烘干过程中先加热湿空气有什么作用？
5. 画出朗肯循环T-S 图并用各状态点的焓表示出循环中汽轮机的输出功、水泵所消耗的功及循环热效率。
五、计算题
2-5 某种理想气体初态时1520kPa p =、310.1419m V =，经放热膨胀过程，终态的
2170kPa p =、3
20.2744m V =，过程中焓值变化67.95kJ H ?=-。已知该气体的比定
压热容()5.20kJ kg K p c =?，且为定值，试求：（1）热力学能变化量U ?；（2）比定容热容V c 和气体常数g R 。
解：（1）由焓的定义式H U pV =+可得出
()()
()
22113367.95kJ 170kPa 0.2744m 520kPa 0.1419m 40.81kJ
U H pV H p V p V ?=?-?=?--=--?-?=-
（2）定值热容时V U mc T ?=?，p H mc T ?=?，所以 ()()5.20kJ kg K 3.123kJ kg K 67.95kJ
40.81kJ p V c c H U ?===??-?- ()()()5.20 3.123 2.077g p V R c c kJ kg K kJ kg K kJ kg K =-=?-?=?
2-6 绝热刚性容器中间用隔热板将容器一分为二，左侧有0.05 kmol 的300 K 、2.8 MPa 的高压空气，右侧为真空。若抽去隔板，试求容器中的熵变。
解：抽出隔板，自由膨胀，因0Q =，0W =，故0U ?=，即(),210V m nC T T -=。所以，
21300K T T -= ()3
16150mol 8.3145J mol K 300K 0.0445m 2.810Pa A A A nRT V p ???===?
3
0.0445m B A V V ==，30.089m B A V V V =+= ()3
22,3110.089m ln ln 50mol 8.3145J mol K ln 288.2J K 0.0445m V m T V S n C R T V ???=+=???= ???
3-3. 气体在某一过程中吸收了50J 的热量，同时热力学能增加了84J ，问此过程是膨胀过程还是压缩过程？对外作功是多少？
解：取气体为系统，根据闭口系能量方程式
50J 80J 34J W Q U =-?=-≠-
所以过程是压缩过程，外界对气体做功34 J 。
3-4. 在冬季，某加工车间每小时经过墙壁和玻璃等处损失热量3×106 kJ ，车间中各种机床的总功率为375 kW ，且全部动力最终变成了热能。另外，室内经常点着50盏100W 的电灯。为使该车间温度保持不变，每小时需另外加入多少热量？
解：要使车间保持温度不变，必须使车间内每小时产生的热量等于散失的热量，即
10m E B Q Q Q Q Q =+++=
6375kJ/s 3600s 1.3510kJ m Q =?=?
500.1kJ/s 3600s 18000kJ E Q =??=
61310kJ Q =-?
661310kJ 1.3510kJ 18000kJ 1632000kJ B m E Q Q Q Q =---=?-?-=
3-5. 夏日，为避免阳光直射，密闭门窗，用电扇取凉，若假定房间内初温为28 ℃，压力为0.1 MPa ，电扇的功率为0.06 kW ，太阳直射传入的热量为0.1 kW ，若室内有三人，每人每小时向环境散发的热量为418.7kJ ，通过墙壁向外散热1800kJ/h ，试求面积为215 m ，高度为3.0 m 的室内空气每小时温度的升高值，已知空气的热力学能与温度关系为Δu = 0.72{ΔT}K kJ/kg 。
解：室内空气总质量
()()620.110Pa 15m 3.0m 52.06kg 287J/kg K 28273.15K
g pV m R T ???===??+
取室内空气为系统，Q U W =?+，因0W =，所以U Q ?=
()0.720.10.06kJ/s 3600s 418.7kJ 31800kJ 0.86K 0.7252.06kg Q
T m
?=+?+?-==?
4-3 氧气由140t C =?，10.4MPa p =被压缩到20.8MPa p =，试计算1kg 压缩氧气消耗的技术功。（1）按定温压缩计算；（2）按绝热压缩计算，设为定值比热容；（3）将他们表示在p-v 图和T-s 图上，试比较两种情况技术工大小。 解：由附表查得氧气
332.010kg mol M -=? ()()38.3145J mol K 0.260J kg K 32.010kg mol g R R M -?===??
11273K 40K 273K=313K T t =+=+
（1） ()1,120.1MPa ln
0.260J kg K 313K ln =-112.82J kg 4MPa t T g p w R T p ==???
（2）
1
1.411.422110.4MPa 313K=465.12K 0.1MPa p T T p κκ--????==? ? ????? ()()()(),121238.3145J mol K 77313465.12K 223
2.010kg mol =-138.34kJ kg
t s p R w c T T T T M -?=-=
-=??-? （3）在p-v 图上定温压缩和绝热压缩技术功分别以面积1-2T -m-n-1和1-2S -m-n-1表示,,t T t s w w <，在T-s 图上，定温过程,t T T w q =，用面积1-2T -m-n-1表示，绝热过程,1222t s T s w h h h h =-=-，用面积1-2T -2S -m-n-1表示，显见，,,t T t s
w w <。
4-4 3kg 空气从11MPa p =、1900K T =，可逆绝热膨胀到20.1MPa p =。设比热容
为定值，绝热指数 1.4κ=，求：（1）终态参数2T 和2v ；（2）过程功和技术功（3）U ?和
H ?。
解：（1）
1 1.411.422110.1MPa 900K=466.15K 1MPa p T T p κκ--????==? ? ????? ()2
323528.3145J mol?K 466.15K =1.3379m kg
28.9710kg mol 10g R T v p Pa -?==??
（2） ()()38.3145J mol K 55718J kg K 2228.9710kg mol V R c M -?=
=?=??
()()
()
38.3145J mol K 718J kg K 1005J kg K 28.9710kg mol p V g c c R -?=+=?+=?? ()()()123kg 718J kg K 900466.15K 933.21kJ
V W mc T T =-=???-= 1.4933.21kJ=1306.50kJ t W W κ==?
（3） 933.21kJ U W ?=-=-；
=-1306.50kJ t H W ?=-
4-6 试将满足一下要求的多边过程表示在p-v 和T-s 图上（先标出四个基本热力过程）：
（1）工质膨胀、吸热且降温；（2）工质压缩、放热且升温；（3）工质压缩，吸热，且升温；（4）工质压缩、降温且降压；（5）工质放热、降温且升压；（
6
）工质膨胀，且升压。
解：
习 题
5-1. 下述说法是否正确：
（1）熵增大的过程必定是吸热过程；
（2）熵减小的过程必为放热过程；
（3）定熵过程必为可逆绝热过程；
（4）熵增大的过程必为不可逆过程；
（5）使系统熵增大的过程必为不可逆过程；
（6）熵产大于零的过程必为不可逆过程。
解：（1）错，不可逆绝热过程熵也会增大。（2）错，不可逆放热过程，当放热引起的熵减大于不可逆引起的熵增时（亦即当放热量大于不可逆耗散所产生的热量时），它也可以表现为熵略微减少，但没有可逆放热过程熵减少那么多。（3）错，不可逆放热过程，当放热引起的熵减等于不可逆引起的熵增时（亦即当放热量等于不可逆耗散所产生的热量时），它也可以表现为熵没有变化。（4）错，可逆吸热过程熵增大。（5）错。可以说“使孤立系统熵增大的过程必为不可逆过程”。（6）对。
5-2. 利用逆向卡诺机作为热泵向房间供热，设室外温度为5℃，室内温度为保持20 ℃。要求每小时向室内供热2.5×104 kJ ，试问：
（1）每小时从室外吸多少热量？
（2）此循环的供暖系数多大？
（3）热泵由电机驱动，设电机效率为 95%，求电机功率多大？
（4）如果直接用电炉取暖，问每小时耗电几度（kW ?h ）？
解：()120273K 293K T =+=，()25273K 278K T =+=，142.510kJ/h Q q =?
（1） 逆向卡诺循环
1
21
2Q Q q q T T = 214421278K 2.510kJ/h 2.3710kJ/h 293K Q Q T q q T ==??=?
（2） 循环的供暖系数 112293K 19.53293K 278K T T T ε'=
==-- （3） 每小时耗电能
()12442.5 2.3710kJ/h=0.1310kJ/h
w Q Q q q q =-=-??
电机效率为95％，因而电机功率为 40.1310kJ/h 0.38kW 3600s/h 0.95P ?==?
（4） 若直接用电炉取暖，则
42.510kJ/h ?的热能全部由电能供给 4
4
2.5102.510kJ/h kJ/s 6.94kW 3600P ?=?== 即每小时耗电6.94度。
5-3. 设有 1kmol 某种理想气体进行如图所示循环1?2?3?1。且已知： T 1 =1500 K 、T 2 =300 K 、 p 2 =0.1 MPa 。设比热容为定值，取绝热指数κ=1.4。
（1）求初态压力；
（2）在T ?s 图上画出该循环；
（3）求循环热效率；
图5-3 习题5-3附图
（4）该循环的放热很理想，T 1也较高，但热效
率不很高，问原因何在？（提示：算出平均温度）
解：（1）过程1-2为可逆的绝热过程，初终状态参数间关系有
1.41 1.4111221500K 0.1MPa 27.951MPa
300K T p p T κκ--????==?= ? ?????
（2）循环1-2-3-1的T-s 图如图5-4
（3）吸热量
()
131,13p m Q Q c T T -==- 放热量 3
22332ln p Q Q RT p -== 3231,300K,27.951MPa,1p m T T p p c R
κ
κ=====- ()()()33
332221,1313
ln
ln 111127.951MPa 300K ln 0.1MPa 10.5981.41500K 300K 0.4t p m p p RT T Q p p Q c T T T T ηκκ=-=-=----?=-=?- （4）如果是以11500K T =为热源，2300K T =为冷源的卡诺循环，其热效率可达80％21300K 110.81500K c T T η??=-=-= ???，这里吸热过程按定压，平均吸热温度
(),1311131131,,231500K 300K 745.6K 1500K ln ln ln 300K p m p m p m c T T Q Q T T T T s c c T T ---======? 可见，1T 比1T 低得多，故该循环热效率不高。
12-2 一卡诺热泵提供250 kW 热量给温室，以便维持该室温度为22℃。热量取自处于0℃的室外空气。试计算供热系数、循环耗功量以及从室外空气中吸取的热量。
解： 41.1302227322=-+=-=
L H H T T T ε
250kW 1864kW 1341Q W ..ε===
250kW 1864kW 23136kW Q Q W ..=-=-=吸
图5-4
概 念 部 分 汇 总 复 习 第一章 热力学的基本规律 1、热力学与统计物理学所研究的对象：由大量微观粒子组成的宏观物质系统 其中所要研究的系统可分为三类 孤立系：与其他物体既没有物质交换也没有能量交换的系统； 闭系：与外界有能量交换但没有物质交换的系统； 开系：与外界既有能量交换又有物质交换的系统。 2、热力学系统平衡状态的四种参量：几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量。 3、一个物理性质均匀的热力学系统称为一个相；根据相的数量，可以分为单相系和复相系。 4、热平衡定律(热力学第零定律）：如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡，它们彼此也处在热平衡. 5、符合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体称为理想气体。 6、范德瓦尔斯方程是考虑了气体分子之间的相互作用力（排斥力和吸引力）,对理想气体状态方程作了修正之后的实际气体的物态方程。 7、准静态过程：过程由无限靠近的平衡态组成，过程进行的每一步，系统都处于平衡态。 8、准静态过程外界对气体所作的功：，外界对气体所作的功是个过程量。 9、绝热过程：系统状态的变化完全是机械作用或电磁作用的结果而没有受到其他影响。绝热过程中内能U 是一个态函数： A B U U W -= 10、热力学第一定律（即能量守恒定律）表述：任何形式的能量，既不能消灭也不能创造，只能从一种形 式转换成另一种形式，在转换过程中能量的总量保持恒定；热力学表达式：Q W U U A B +=-；微分 形式：W Q U d d d += 11、态函数焓H ：pV U H +=，等压过程：V p U H ?+?=?，与热力学第一定律的公式一比较 即得：等压过程系统从外界吸收的热量等于态函数焓的增加量。 12、焦耳定律：气体的内能只是温度的函数，与体积无关，即)(T U U =。 13．定压热容比：p p T H C ??? ????=；定容热容比：V V T U C ??? ????= 公式：nR C C V p =- 14、绝热过程的状态方程： const =γpV ；const =γ TV ； const 1 =-γ γT p 。 15、卡诺循环过程由两个等温过程和两个绝热过程组成。正循环为卡诺热机，效率2 11T T - =η，逆循环 为卡诺制冷机，效率为2 11T T T -= η （只能用于卡诺热机）。 16、热力学第二定律：克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体 而不引起其他变化（表明热传导过程是不可逆的）； 开尔文（汤姆孙）表述：不可能从单一热源吸收热量使之完全变成有用的功而不引起其他变化（表明功变热的过程是不可逆的）； 另一种开氏表述：第二类永动机不可能造成的。 17、无摩擦的准静态过程是可逆过程。 18、卡诺定理：所有工作于两个一定温度T 1与T 2之间的热机，以可逆机的效率为最高。并且所有的可逆机 的效率η都相等21 1T T - =η ，与工作物质无关，只与热源温度有关。 19、热机的效率：1 21Q Q -=η，Q 1为热机从高温热源吸收的热量，Q 2 为热机在低温热源放出的热量。 20、克劳修斯等式与不等式：02 211≤+T Q T Q 。 21、可逆热力学过程0=?T dQ ，不可逆热力学过程0
1、当过程不可逆时, 孤立系统的△S 总 > 0, 工质的△S 产生 > 0。损失功WL > 0。 经历一个不可逆热机的循环过程，体系工质的熵 C 。 A 、增大 B 、减小 C 、不变 D 、可能增大，也可能减小 2、空气在封闭的气缸内经历一过程，相应其内能增加15kJ ，对外界作功15kJ ，则此过程中工质与外界交换热量Q= 30 kJ 。 3、流体把2000KJ 的热量传给周围温度为27℃的环境，如果流体的熵变为-5KJ/K ，这整个过程 b 。a ．可能发生且可逆； b. 可能发生但不可逆； c. 不可能发生。 4、系统从某一初态经不可逆与可逆两条途径膨胀到达同一终态，则工质 c 。 a ．△S 可>△S 不 b. △S 可<△S 不 c. △S 可=△S 不 d.三者都可能。 5、某流体在稳流装置内经历一个可逆过程，对外做功为30，得到的热量为100。试问流体的熵变：（ A ） A. 为正； B. 为负； C. 可正、可负。 6、稳流过程能量平衡式：（ C ） A. 仅适用于稳流可逆过程 B. 仅适用于稳流不可逆过程； C. 该稳流过程可逆、不可逆均可。 7、体系经一绝热可逆过程熵值不变。√ 8、系统向环境放出热量，温度下降，因此熵产生小于零。× 9、Wid 具有状态函数的特点，而普通的Ws 则是过程函数。√ 10、自然界一切实际过程的熵产生必大于零。√ 11、分别以某一真实气体和理想气体为工质在两个恒温热源T1、T2之间进行卡诺理想循环，试比较这两个循环的热效率。B A 、前者大于后者 B 、两者相等 C 、前者小于后者 D 、没法比较。 12、i<1的体系的恒沸点为最高温度恒沸点。√ 13、二元完全理想体系中i 组份的汽液平衡比Ki=Pis/P 。√ 14、汽液平衡数据热力学一致性检验的理论依据是Wilson 方程。× 15、等温条件下,二元体系中超额自由焓函数与组分i 的活度系数的关系为 （1122ln ln E G x x RT γγ=+） 活度系数的因次是（无因次） 16、形成共沸物的溶液，由于在共沸点处（i i x y =），所以不能用简单精馏方法同时获得两纯组分。 17、工程上要解决的VLE 计算三种类型_泡点_、_露点_、_闪蒸_。 18、高压下，理想混合气体的= Φi ，理想混合液体的γi = 1 。正偏差物系的特点是异类分子间作用力 （ 小于 ） 同类分子间的作用力 。 19、二元体系汽液平衡数据热力学一致性校验的依据是 dp RT V dT RT H d x d x E E +-=+2 2211ln ln γγ 20、在101.3kPa 下四氯化碳(1)-乙醇(2)体系的恒沸点是x1=0.613和64.95℃，该温度下两组分的饱和蒸汽压分别是73.45和59.84kPa ，恒沸体系中液相的活度系数 693.1,38.121==γγ。 21、下列二元混合物模型中，指出不对称归一化条件的活度系数。（B ） A ()22 12ln x =γ B () 12ln 2 21 -=x γ C () 2 1112ln x -=γ D () 2 112ln x =γ
《热力学与传热学》综合复习资料 一、判断题 1、系统由某一状态变化到另一状态，在这两个状态之间所有过程所作的膨胀功都相等。（ ） 2、理想气体不论经历什么样的过程，其焓增均可用dT c h p ?=?2 1 计算。（ ） 3、没有能量耗散的准平衡过程为可逆过程。 （ ） 4．绝热节流前后工质的焓值相等。（ ） 5．若容器中气体的绝对压力没有改变，则其压力表的读数就不会改变。（ ） 二、填空题 1、计算可逆过程膨胀功的基本公式为 ， 用比热计算加热量的基本公式为 。 2、稳定流动能量方程可写作 ，当它用于换热器计算热交换量时可简化为。 3、在两个恒温热源之间有两个可逆循环，其中一个循环的工质是理想气体、热效率为ηA ；另一循环的工质是等离子气体，热效率为ηB 。试比较这两个循环热效率的大小 。 4、某热机在两恒温热源1000K 和400K 之间工作，若热机吸热5000KJ ，那么此热机的最大热效率为 ；最大循环净功为 。 三、简答题 1、在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖好还是空心砖好？为什么？ 2、冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风时比无风时感到更冷？ 3．在一有空调的房间内，夏天和冬天的室温均控制在20℃。在同样舒适的感觉下，冬天要穿毛衣，而夏天只须穿衬衣，这是为什么？ 4．Nu 数和Bi 数均可写成λ hl 的形式，二者有何区别？ 四、名词解释 1、传热过程 2、灰体 3、傅里叶准则 4、格拉晓夫准则 五、计算题 1．容积为V=0.0283m 3的瓶内装有氧气，其压力为p 1=6.865?105 Pa ，温度为T 1=294K 。随后发生泄漏，压力降至p 2=4.901?105 Pa 时被发现，而温度T 2=T 1未变。试问到发现为止共漏去多少kg 氧气？ [氧气R g =260J/(kg.K)] 2．在恒温热源T 1=700 K 和T 2=400K 之间进行循环。当W 0=1000kJ ，Q 2=4000kJ 时，试用计算
热学复习总结 一、知识网络 二、重、难点知识分析 1、晶体与非晶体熔化过程分析 晶体吸收热量，温度上升，但状态不变，直到达到熔点；达到熔点后，继续吸热，开始熔化，但温度不变，直到全部熔化。非晶体在整个吸热过程，温度逐渐上升，物体状态逐渐由固态变为液态。二者主要区别是：熔化时，晶体温度不变，非晶体温度上升；越来越多的晶体迅速变为液态，所有受热非晶体缓慢地由固态变为液态（相对），要经历半固半液的中 间状态。 2、晶体熔化、凝固的条件和液体沸腾的必要条件及应用 晶体熔化的必要条件：①达到熔点，②吸热；晶体凝固的必要条件：①达到凝固点点， ②放热；液体沸腾的必要条件：①达到沸点，②吸热。具体应用例题：
（1）把正在熔化的0℃的冰拿到0℃的房间里，问冰能不能熔化？ 分析：冰要熔化，需要同时具备两个条件：①达到熔点，②吸热，温度为0℃，达到熔点，但周围温度也为0℃，冰不能从外界吸热（热传递的条件是存在温度差），所以不能熔 化。 （2）如图所示，在大烧杯内盛一定量水，在试管内放有少量水，当烧杯内水被加热沸腾后，问试管内水能不能达到沸点，能不能沸腾？ 分析：当烧杯内水沸腾后，试管内水的温度与外界一致，也达到沸点，但由于不能从外 界吸热，所以不能沸腾。 3、热传递过程中热量的计算 在热传递过程中，高温物体温度降低，放出热量；低温物体温度升高，吸收热量。如何计算物体吸、放热的多少呢？公式：Q=cmΔt，符号意义：Q──吸收（或放出）的热量──J；c──比热容──J/(kg?℃)；m──吸（或放）热物体的质量──kg；Δt──变化的温 度──℃。计算中须注意： （1）m的单位一定用kg；（2）Δt不是某一时刻的温度，而是变化的温度：升高的温度：Δt=t-t0；降低的温度：Δt=t0-t。（3）如果没有热损失，对于两个发生热传递的物体 来说，Q吸=Q放。 4、能量的转化和转移例子 在本部分，能量的转化和转移例子较多，主要是内能与其它形式能的相互转化和内能在不同物体或同一物体的不同部分之间的转移。常见例子：做功改变物体内能中，对物体做功，
统计热力学基础 一、单选题 1) 统计热力学主要研究（A ）。 (A) 平衡体系(B) 近平衡体系(C) 非平衡体系(D) 耗散结构(E) 单个粒子的行为 2) 体系的微观性质和宏观性质是通过（ C）联系起来的。 (A) 热力学(B) 化学动力学(C) 统计力学(D) 经典力学(E) 量子力学 3) 统计热力学研究的主要对象是：（ D） (A) 微观粒子的各种变化规律(B) 宏观体系的各种性质 (C) 微观粒子的运动规律(D) 宏观系统的平衡性质 (E) 体系的宏观性质与微观结构的关系 4) 下述诸体系中，属独粒子体系的是：（D ） (A) 纯液体(B) 理想液态溶液(C) 理想的原子晶体(D) 理想气体(E) 真实气体 5) 对于一个U,N,V确定的体系，其微观状态数最大的分布就是最可几分布，得出这一结论的理论依据是：（B ） (A) 玻兹曼分布定律(B) 等几率假设(C) 分子运动论(D) 统计学原理(E) 能量均分原理 6) 在台称上有7个砝码，质量分别为1g、2g、5g、10g、50g、100g，则能够称量的质量共有：（B ） (A) 5040 种(B) 127 种(C) 106 种(D) 126 种 7) 在节目单上共有20个节目序号，只知其中独唱节目和独舞节目各占10个，每人可以在节目单上任意挑选两个不同的节目序号，则两次都选上独唱节目的几率是：（A ） (A) 9/38 (B) 1/4 (C) 1/180 (D) 10/38 8) 以0到9这十个数字组成不重复的三位数共有（A ） (A) 648个(B) 720个(C) 504个(D) 495个 9) 各种不同运动状态的能级间隔是不同的，对于同一种气体分子，其平动、转动、振动和电子运动的能级间隔的大小顺序是：（B ） (A)?ε t > ?ε r > ?ε v > ?ε e(B)?ε t < ?ε r < ?ε v < ?ε e (C) ?ε e > ?ε v > ?ε t > ?ε r(D)?ε v > ?ε e > ?ε t > ?ε r (E)?ε r > ?ε t > ?ε e > ?ε v 10) 在统计热力学中，对物系的分类按其组成的粒子能否被分辨来进行，按此原则：（C ） (A) 气体和晶体皆属定域子体系(B) 气体和晶体皆属离域子体系 (C) 气体属离域子体系而晶体属定域子体系(D) 气体属定域子体系而晶体属离域子体系 11) 对于定域子体系分布X所拥有的微观状态t x为：（ B）
一、是非题 1、可逆循环热效率都相等， 121T T t - =η。 （ ） 2、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?S 不可逆>?S 可逆，?S f ，不可逆>?S f ，可逆，?S g ，不可逆>?S g ，可逆。 （ ） 3、工质经过不可逆循环0=?ds ，?<0r T q δ。 （ ） 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、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。 （ ） 6、理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了。 （ ） 7、实际气体的压缩因子z 可能等于1。 （ ） 8、节流过程是一个不可逆过程。 （ ） 9、循环净功W net 愈大则循环热效率愈高。 （ ） 10、熵产S g >0的过程必为不可逆过程。 （ ） 11、不可逆绝热膨胀终态熵大于初态熵S 2>S 1，不可逆绝热压缩终态熵小于初态熵S 2g S 的过程必为不可逆过程。 （ ） 28、稳定流动系统进出口工质的状态相同。 （ ） 29、不可能从单一热源取热使之完全转变为功。 （ ） 30、容器中气体压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。 （ ） 31、闭口系统进行放热过程，其熵一定减少。 （ ） 32、对于过热水蒸气，干度x>1。 （ ） 33、理想气体的热力学能、焓和熵不仅仅是温度的单值函数。 （ ） 34、理想气体绝热节流后温度不变。 （ ） 二、选择题 1、如果热机从热源吸热100kJ ，对外作功100kJ ，则 。 （A ）违反热力学第一定律； （B ）违反热力学第二定律； （C ）不违反第一、第二定律； （D ）A 和B 。 2、系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于 。 （A ）系统的初、终态； （B ）系统所经历的过程； （C ）（A ）和（B ）； （D ）系统的熵变； 5、某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式 正确。
第一章 基本概念及定义 一、填空题 1、热量与膨胀功都是 量，热量通过 差而传递热能，膨胀功通过 差传递机械能。 2、使系统实现可逆过程的条件是：（1） ，（2） 。 3、工质的基本状态参数有 、 、 。 4、热力过程中工质比热力学能的变化量只取决于过程的___________而与过程的路经无关。 5、热力过程中热力系与外界交换的热量，不但与过程的初终状态有关，而且与_______有关。 6、温度计测温的基本原理是 。 二、判断题 1、容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。（ ） 2、无论过程是否可逆，闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、终态的内能差。（ ） 3、膨胀功的计算式?= 2 1 pdv w ，只能适用于可逆过程。 （ ） 4、系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下（不考虑外力场作用），宏观热力性质不随时间而变化的状态。（ ） 5、循环功越大，热效率越高。（ ） 6、可逆过程必是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。（ ） 7、系统内质量保持不变，则一定是闭口系统。（ ） 8、系统的状态参数保持不变，则系统一定处于平衡状态。（ ） 9、孤立系统的热力状态不能发生变化。（ ） 10、经历一个不可逆过程后，系统和外界的整个系统都能恢复原来状态。（ ） 三、选择题 1、闭口系统功的计算式21u u w -=（ ）。 （A ）适用于可逆与不可逆的绝热过程 （B ）只适用于绝热自由膨胀过程 （C ）只适用于理想气体绝热过程 （D ）只适用于可逆的绝热过程 2、孤立系统是指系统与外界（ ）。 （A ）没有物质交换 （B ）没有热量交换 （C ）没有任何能量交换 （D ）没有任何能量传递与质交换 3、绝热系统与外界没有（ ）。 （A ）没有物质交换 （B ）没有热量交换 （C ）没有任何能量交换 （D ）没有功量交换
化工热力学复习总结
第一章、绪论 一、化工热力学的目的和任务 通过一定的理论方法，从容易测量的性质推测难测量的性质、从有限的实验数据获得更系统的物性的信息具有重要的理论和实际意义。 化工热力学就是运用经典热力学的原理，结合反映系统特征的模型，解决工业过程（特别是化工过程）中热力学性质的计算和预测、相平衡和化学平衡计算、能量的有效利用等实际问题。 二、1-2化工热力学与物理化学的关系 化工热力学与物理化学关系密切，物理化学的热力学部分已经介绍了经典热力学的基本原理和理想系统（如理想气体和理想溶液等）的模型，化工热力学将在此基础上，将重点转移到更接近实际的系统。 三、热力学性质计算的一般方法 (1)基于相律分析系统的独立变量和从属变量； (2)由经典热力学原理得到普遍化关系式。特别是将热力学性质与能容易测量的p、V、T及组成性质和理想气体等压热容联系起来； (3)引入表达系统特性的模型，如状态方程或活度系数； (4)数学求解。 第2章流体的P-V-T关系 1.掌握状态方程式和用三参数对应态原理计算PVT性质的方法。 2.了解偏心因子的概念，掌握有关图表及计算方法。 1.状态方程：在题意要求时使用该法。 ①范德华方程：常用于公式证明和推导中。
②R—K 方程： ③维里方程： 2.普遍化法：使用条件：在不清楚用何种状态方程的情况下使用。 三参数法： ①普遍化压缩因子法 ②普遍化第二维里系数法 3、Redlich-Kwong（RK）方程 3、Soave（SRK）方程 4、Peng-Robinson（PR）方程 () 22 a0.45724c r c R T T P α =0.0778c c RT b P = §2-5高次型状态方程 5、virial方程 virial方程分为密度型： 和压力型： 第3章纯物质的热力学性质 1、热力学性质间的关系
工程热力学基础简答题
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1、什么是叶轮式压气机的绝热效率？ 答： 2、压缩因子的物理意义是什么？ 它反映了实际气体与理想气体的偏离 程度，也反映了气体压缩性的大小，Z>1表示实际气体较理想气体难压缩，Z<1表示实际气体较理想气体易压缩。 3、准平衡过程和可逆过程的区别是什么？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。 4、什么是卡诺循环？如何求其效率？ 答：卡诺循环包括四个步骤：等温吸热，绝热膨胀，等温放热，绝热压缩。 5、余隙容积对单级活塞式压气机的影响？ 答：余隙容积的存在会造成进气容积减少，所需功减少。余隙容积过大会使压缩机的生产能力和效率急剧下降，余隙容积过小会增加活塞与气缸端盖相碰撞的危险性 6、稳定流动工质焓火用的定义是如何表达的？
答：定义：稳定物流从任意给定状态经开口系统以可逆方式变化到环境状态，并只与环境交换热量时所能做的最大有用 功。 7、写出任意一个热力学第二定律的数学表达式、 答： 8、理想气体经绝热节流后，其温度、压力、热力学能、焓、熵如何变化？ 答：温度降低，压力降低，热力学能减小、焓不变、熵增加。 9、冬季室内采用热泵供暖，若室内温度保持在20度，室外温度为-10度时，热泵的供暖系数理论上最高可达到多少？ 答： 10、对于简单可压缩系统，实现平衡状态的条件是什么？热力学常用的基本状态参数有哪些？ 答：热平衡、力平衡、相平衡；P、V、T 11、简述两级压缩中间冷却压气机中，中间冷却的作用是什么？如何计算最佳中间压力？ 答：减少高压缸耗功，利于压气机安全运行，提高容积效率， 降低终了温度；中间压力： 12、混合理想气体的分体积定律是什么？写出分体积定律 的数学表达式。
教案续页 基本内容(讲稿) (B) 内能增加. (C) 从外界吸热?
4?对一定量的理想气体，下列所述过程中不可能发生的是(D) (A) 从外界吸热，但温度降低； (B) 对外做功且同时吸热； (C) 吸热且同时体积被压缩； (D) 等温下的绝热膨胀 ? 5?—气缸内储有10mo 的单原子理想气体，在压缩过程中外界做功 209J,气体温度升高 A _________________ _______________________________ 了 1K,则气体内能的增量 E= ,气体吸收热量 Q= ,此0 V (D)向外界放热?
过程摩尔热容 c= ___________________ . 6?两条绝热线能否相交？答 ： _____________ 相交?因为根据热力学第二定律，如果两条绝热 线 ，就可以用 条等温线与其组成一个循环 ，只从单一热源吸取热量，完全变为 有用功，而其它物体不发生交化，这违反热力学第二定律，故有前面的结论? 7 ?有一以理想气体为工作物质的热机，其循环如图所示，试证明热机效率为 n^i y V V2 ）」 （P1P2 ）-1 证：该热机循环的效率为 m Q B C = Cp,m 『C —TB ,） Q C A — P"c —T B A - T B T C —1 n =i_ /! ___________ =1 _Y ______ ____ T A —Tc T A Tc —1 在等压过程BC 和等体过程CA 中分别有 T B ” =T C 〃 2,T A 6 =Tc 尸 2 代人上式得 n_i Y VlV -~1 P1 P2 证毕。 8. 0.32 kg 的氧气作如图所示的 ABCDA 循环，设/ =2Vi, Ti =300 K , T 2 =200 K 求循环 效率（氧气的定体摩尔热容的实验值为 Cv,m =21.1 J mol 丄K 」） 解：根据分析，因 AB 、CD 为等温过程，循环过程中系统作的净功为 m x , m z 』 A = A AB + A CD =——RTi In （V 2V1 ）+一RTMnVi”？） M M m 3 讥A -Tc ）则上式可写为 其中
1、例题 例1：有一容积为23 m 的气罐（内有空气，参数为1bar ，20℃）与表压力为17bar 的20℃的压缩空气管道连接，缓慢充气达到平衡（定温）。求：1.此时罐中空气的质量 2.充气过程中气罐散出的热量 3.不可逆充气引起的熵产（大气压1bar ，20℃） 解：充气前1p =1bar 1T =20℃ 质量1m ，充气后2p =0p =17bar 2T =1T =20℃ 质量 2m ①2m = 22RgT V P =1 2RgT V P ②热力学第一定律：Q=E ?+?-)(12)(12τm m d e d e +tot W E ?=u ?=2u -1u =22u m -11u m ； ?-) (12)(12τm m d e d e =00dm u ?-τ =in m u 0=)(120m m u --； tot W =in m -00V p =)(1200m m P V --； 得：Q=22u m -11u m )(120m m u --)(1200m m P V --=22u m -11u m )(120m m h -- 由缓慢充气知为定温过程，1u =2u =0V C 1T ； 0h =0P C 0T ； Q=)(12m m -0V C 1T -)(12m m -0P C 0T =)(12m m -0V C （1T -0γ0T ）=（2p -1p ）V ) 1(010 01--γγT T T ③S ?=g f S S ++ ?-) (21)(21τ m m d S d S =2m 2S -1m 1S ； f S = T Q ； ?-) (21)(21τ m m d S d S =in S )(12m m -； g S =（2m 2S -1m 1S ）-in S )(12m m --0T Q =2m （2S -in S ）+1m （in S -1S ）-0 T Q ； S ?=2S -1S =P C 12ln T T -g R 1 2ln p p ； g S =2m （P C in T T 2ln -g R in p p 2ln ）+1m （P C 1ln T T in -g R 1ln p p in ）-0 T Q ； g L S T E 0= 例2：1mol 理想气体2o ，在（T ，V ）状态下，1S ，1Ω，绝热自由膨胀后体积增加到2V ，此时2S ，2Ω。 解：①2 1256ln .73/V V nR nRln J K S ===? (n=1mol)； S ?=K 1 2ln ΩΩ=nRln2=Kln A nN 2；
热力学的基础知识
热力学的基础知识 1、水和水蒸汽有哪些基本性质？ 答：水和水蒸汽的基本物理性质有：比重、比容、汽化潜热、比热、粘度、温度、压力、焓、熵等。水的比重约等于1（t/m3、kg/dm3、g/cm3）蒸汽比容是比重的倒数，由压力与温度所决定。水的汽化潜热是指在一定压力或温度的饱和状态下，水转变成蒸汽所吸收的热量，或者蒸汽转化成水所放出的热量，单位是： KJ/Kg。水的比热是指单位质量的水每升高1℃所吸收的热量，单位是KJ/ Kg·℃，通常取4.18KJ。水蒸汽的比热概念与水相同,但不是常数，与温度、压力有关。 2、热水锅炉的出力如何表达？ 答：热水锅炉的出力有三种表达方式，即大卡/小时（Kcal/h）、吨/小时(t/h)、兆瓦（MW）。 （1）大卡/小时是公制单位中的表达方式，它表示热水锅炉每小时供出的热量。 （2）"吨"或"蒸吨"是借用蒸汽锅炉的通
俗说法，它表示热水锅炉每小时供出的热量相当于把一定质量（通常以吨表示）的水从20℃加热并全部汽化成蒸汽所吸收的热量。 （3）兆瓦(MW)是国际单位制中功率的单位，基本单位为W （1MW=106W）。正式文件中应采用这种表达方式。 三种表达方式换算关系如下： 60万大卡/小时（60×104Kcal/h）≈1蒸吨/小时〔1t/h〕≈0.7MW 3、什么是热耗指标？如何规定？ 答：一般称单位建筑面积的耗热量为热耗指标，简称热指标，单位w/m2,一般用qn表示，指每平方米供暖面积所需消耗的热量。黄河流域各种建筑物采暖热指标可参照表2-1
上表数据只是近似值，对不同建筑结构，材料、朝向、漏风量和地理位置均有不同，纬度越高的地区，热耗指标越高。 4、如何确定循环水量？如何定蒸汽量、热量和面积的关系？ 答：对于热水供热系统，循环水流量由下式计算： G=[Q/c(tg-th)]× 3600=0.86Q/(tg-th)式中：G - 计算水流量，kg/h
第1章 绪言 一、是否题 1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(错。G S H U ??=?=?,,0,0但和 0不一定等于A ?，如一体积等于2V 的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状 态是T ，P 的理想气体，右侧是T 温度的真空。当隔板抽去后，由于Q ＝W ＝0， 0=U ?，0=T ?，0=H ?，故体系将在T ，2V ，0.5P 状态下达到平衡，()2ln 5.0ln R P P R S =-=?，2ln RT S T H G -=-=???，2ln RT S T U A -=-=???） 2. 封闭体系的体积为一常数。（错） 3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 5. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等， 初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的? =2 1 T T V dT C U ?；同样，对于初、终态压力相 等的过程有? =2 1 T T P dT C H ?。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。） 6. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（错。有时可能不一致） 三、填空题 1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。 2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。 3. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。 4. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。 5. 普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 mol -1 K -1=8.314 J mol -1 K -1 =1.980cal mol -1 K -1。 第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程 一、是否题 1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。） 2. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临 界流体。） 3. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。（对。则纯物质的P －V 相图上的饱和汽体系和饱和液体系曲线可知。） 4. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（错。纯物质的三相平衡时，体系自 由度是零，体系的状态已经确定。）
概念部分汇总复习 第一章热力学的基本规律 1、热力学与统计物理学所研究的对象：由大量微观粒子组成的宏观物质系统 其中所要研究的系统可分为三类 孤立系：与其他物体既没有物质交换也没有能量交换的系统； 闭系：与外界有能量交换但没有物质交换的系统；开系：与外界既有能量交换又有物质交换的系统。 2、热力学系统平衡状态的四种参量：几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量。 3、一个物理性质均匀的热力学系统称为一个相；根据相的数量，可以分为单相系和复相系。 4、热平衡定律（热力学第零定律）：如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡，它们彼此也处在热平衡. 5、符合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体称为理想气体。 6、范德瓦尔斯方程是考虑了气体分子之间的相互作用力（排斥力和吸引力），对理想气体状态方程作了修正之后的实际气体的物态方程。 7、准静态过程：过程由无限靠近的平衡态组成，过程进行的每一步，系统都处于平衡态。 8准静态过程外界对气体所作的功：dW pdV，外界对气体所作的功是个过程量。 9、绝热过程：系统状态的变化完全是机械作用或电磁作用的结果而没有受到其他影响。绝热过程中内能U 是一个态函数：W =U B _U A 10、热力学第一定律（即能量守恒定律）表述：任何形式的能量，既不能消灭也不能创造，只能从一种形 式转换成另一种形式，在转换过程中能量的总量保持恒定；热力学表达式：U B _U A二W —Q ；微分 形式：dU =dQ dW 11、态函数焓H： H =：U pV，等压过程：. U - p V，与热力学第一定律的公式一比较即得：等压过程系统从外界吸收的热量等于态函数焓的增加量。 12、焦耳定律：气体的内能只是温度的函数，与体积无关，即U =U （T）。 13?疋压热谷比：C p二—；定容热容比：C V公式：C p -C V = nR P W T 丿p ._V p V-4 14、绝热过程的状态方程：pV = con st；TV = con st；———=const。 15、卡诺循环过程由两个等温过程和两个绝热过程组成。正循环为卡诺热机，效率「=1 -卫，逆循环 为卡诺制冷机，效率为—（只能用于卡诺热机） 16、热力学第二定律：克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体 而不引起其他变化（表明热传导过程是不可逆的）； 开尔文（汤姆孙）表述：不可能从单一热源吸收热量使之完全变成有用的功而不引起其他变化（表明功变热的过程是不可逆的）； 另一种开氏表述：第二类永动机不可能造成的。 17、无摩擦的准静态过程是可逆过程。 18、卡诺定理：所有工作于两个一定温度T1与T2之间的热机，以可逆机的效率为最高。并且所有的可逆机的效率都相 等=1-三，与工作物质无关，只与热源温度有关。 T2 19、热机的效率：「二［―Q z Q为热机从高温热源吸收的热量，Q为热机在低温热源放出的热量。 Q1 20、克劳修斯等式与不等式：Q Qz _ 0。 T1 T z 21、可逆热力学过程I dQ = o，不可逆热力学过程dQ ::: o。 L T L T 22、热力学基本方程：dU二TdS-pdV。 23、熵函数是一个广延量，具有可加性；对于可逆过程，熵S是一个态函数，积分与路径无关；对于绝热
第一次 热力学基础练习与答案 班 级 ___________________ 姓 名 ___________________ 班内序号 ___________________ 一、选择题 1. 如图所示，一定量理想气体从体积V 1，膨胀到体积V 2分别经历的过程 是：A →B 等压过程，A →C 等温过程；A →D 绝热过程，其中吸热量最 多的过程 [ ] (A) 是A →B. (B) 是A →C. (C) 是A →D. (D) 既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。 2. 有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氨气，另一个盛有氢气（看 成刚性分子的理想气体），它们的压强和温度都相等，现将5J 的热量传给氢 气，使氢气温度升高，如果使氨气也升高同样的温度，则应向氨气传递热量 是： ［ ］ (A) 6 J. (B) 5 J. (C) 3 J. (D) 2 J. 3.一定量的某种理想气体起始温度为T ，体积为V ，该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程：(1) 绝热膨胀到体积为2V ，(2)等体变化使温度恢复为T ，(3) 等温压缩到原来体积V ，则此整个循环过程中 ［ ］ (A) 气体向外界放热 (B) 气体对外界作正功 (C) 气体内能增加 (D) 气体内能减少 4. 一定量理想气体经历的循环过程用V －T 曲线表示如图．在此循 环过程中，气体从外界吸热的过程是 ［ ］ (A) A →B ． (B) B →C ． (C) C →A ． (D) B →C 和B →C ． 5. 设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n 倍，则理想气体在 一次卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高温热源吸取热量的 ［ ］ (A) n 倍． (B) n －1倍． (C) n 1倍． (D) n n 1 倍． 6.如图，一定量的理想气体，由平衡状态A 变到平衡状态 B (p A = p B )，则无论经过的是什么过程，系统必然 ［ ］ (A) 对外作正功． (B) 内能增加． (C) 从外界吸热． (D) 向外界放热． V
第一章基本概念 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 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。 单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。 温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相 对压力。 比容：单位质量工质所具有的容积，称为工质的比容。 密度：单位容积的工质所具有的质量，称为工质的密度。 强度性参数：系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少无关，没有可加性，如温度、压力等。在热力过程中，强度性参数起着推动力作用，称为广义力或势。 广延性参数：整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和，如系统的容积、内能、焓、熵等。在热力过程中，广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用，称为广义位移。 准静态过程：过程进行得非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的 平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态，整个过程可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成，并称之为准静态过程。 可逆过程：当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态，这样的过程称为可逆过程。 膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或缩小）而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功，也称容积功。 热量：通过热力系边界所传递的除功之外的能量。热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后又回复到初始状态的全部过程称为热力循环，简称循环。 2.常用公式 状态参数:1 2 1 2 x x dx- = ? ?=0 dx 状态参数是状态的函数，对应一定的状态，状态参数都有唯一确定的数值，工质在热力过程中发生状态变化时，由初状态经过不同路径，最后到达
热力学部分 第一章 热力学的基本规律 1、热力学与统计物理学所研究的对象：由大量微观粒子组成的宏观物质系统 其中所要研究的系统可分为三类 孤立系：与其他物体既没有物质交换也没有能量交换的系统； 闭系：与外界有能量交换但没有物质交换的系统； 开系：与外界既有能量交换又有物质交换的系统。 2、热力学系统平衡状态的四种参量：几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量。 3、一个物理性质均匀的热力学系统称为一个相；根据相的数量，可以分为单相系和复相系。 4、热平衡定律(热力学第零定律）：如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡，它们彼此 也处在热平衡. 5、符合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体称为理想气体。 6、范德瓦尔斯方程是考虑了气体分子之间的相互作用力（排斥力和吸引力）,对理想气体状 态方程作了修正之后的实际气体的物态方程。 7、准静态过程：过程由无限靠近的平衡态组成，过程进行的每一步，系统都处于平衡态。 8、准静态过程外界对气体所作的功：，外界对气体所作的功是个过程量。 9、绝热过程：系统状态的变化完全是机械作用或电磁作用的结果而没有受到其他影响。绝 热过程中内能U 是一个态函数：A B U U W -= 10、热力学第一定律（即能量守恒定律）表述：任何形式的能量，既不能消灭也不能创造， 只能从一种形式转换成另一种形式，在转换过程中能量的总量保持恒定；热力学表达式： Q W U U A B +=-；微分形式：W Q U d d d += 11、态函数焓H ：pV U H +=，等压过程：V p U H ?+?=?，与热力学第一定律的公 式一比较即得：等压过程系统从外界吸收的热量等于态函数焓的增加量。 12、焦耳定律：气体的内能只是温度的函数，与体积无关，即)(T U U =。 13．定压热容比：p p T H C ??? ????=；定容热容比：V V T U C ??? ????= 迈耶公式：nR C C V p =- 14、绝热过程的状态方程：const =γpV ；const =γ TV ；const 1 =-γγT p 。 15、卡诺循环过程由两个等温过程和两个绝热过程组成。正循环为卡诺热机，效率 211T T -=η，逆循环为卡诺制冷机，效率为2 11T T T -=η（只能用于卡诺热机）。 16、热力学第二定律：克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体 而不引起其他变化（表明热传导过程是不可逆的）； 开尔文（汤姆孙）表述：不可能从单一热源吸收热量使之完全变成有用的功而不引起其 他变化（表明功变热的过程是不可逆的）； 另一种开氏表述：第二类永动机不可能造成的。 V p W d d -=
热学复习大纲 α αααβ3 )(1 )(1 )(1 )(1 ====- =V p V V p p T T dT dl l dT dp p dT dV V dP dV V K 通常线膨胀系数压强系数体膨胀系数等温压缩系数 热力学第零定律:在不受外界影响的情况下，只要A 和B 同时与C 处于热平衡，即使A 和B 没有接触，它们仍然处于热平衡状态，这种规律被称为热力学第零定律。 为单位体积内的数密度恒量理想气体物态方程 n K J N R k m N M Nm M K mol J T V p R nkT p RT M M RT pV T pV A A m m /1038.1,/31.823000-?===?==???? ? ???? ====νmol N A /1002.623个?= 理想气体微观模型 1、分子本身线度比起分子间距小得多而可忽略不计 m N M n r m m n L m m n A m 10313 1 93 1 25 3103 253 3 230104.2)43()43(103.3)107.21()1(: 107.210 4.221002.6:-----?===?=?==?=??=πρπ氢分子半径距离标准状态下分子间平均洛喜密脱常数 2、除碰撞一瞬间外，分子间互作用力可忽略不计。分子在两次碰撞之间作自由的匀速直线 运动； 3、处于平衡态的理想气体，分子之间及分子与器壁间的碰撞是完全弹性碰撞； 4、分子的运动遵从经典力学的规律:在常温下，压强在数个大气压以下的气体，一般都能很好地满足理想气体方程。 处于平衡态的气体均具有分子混沌性 单位时间内碰在单位面积器壁上的平均分子数