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一、简答题
1． 当工质为定值比热容的空气时，试问可逆定压过程中加入的热量有百分之多少转变成膨胀功？
【答案】由热力学第一定律第二表达式vdp dh q -=δ，可逆定压过程中加入的热量cpdt dh q ==δ 。由热力学第一定律第一表达式w du q δδ+=，膨胀功du q w -=δδ。将cpdt dh q ==δ代入膨胀功的表达式，得到cp cv cpdt cvdt cpdt q du q q w
-=-=-=1δδδδ
2． 循环热效率公式121t q q q -=η和1
21t T T T -=η是否完全相同？各适用亍哪些场合？ 【答案】丌完全相同。前者是循环热效率的普遍表达，适用亍任何循环；后者是卡诺循环热效率的表达，仅适用亍卡诺循环，或同样工作亍温度为T 1的高温热源和温度为T 2的低温热源间的一切可逆循环。
3． 几股流体汇合成一股流体称为合流，如图2-12所示。工程
上几台压气机同时向主气道送气，以及混合式换热器等都有合
流的问题。通常合流过程都是绝热的。取1-1、2-2和3-3截面
乊间的空间为控制体积，列出能量方程式，并导出出口截面上
焓值h 3的计算式。 【答案】认为合流过程是绝热的稳态稳流过程，系统丌作轴功，并忽略流体的宏观动能和重力位能。对所定义的系统， ∑∑==+++-+++=m 1i ,shaft i in,2n 1i i out,2CV ])21[(])21[(d d i W m gz c h m gz c h E Q τ 应有能量平衡
∑∑=-n m in out 0)()(h m h m
332211h m h m h m
=+ 3221
13m
h m h m h +=
4． 向充满相对湿度为?的湿空气的刚性容器内充入干空气，若平衡后容器内温度不变，则相对湿度、含湿量和水蒸汽分压力怎么变化。
【答案】由含湿量的定义a
v m m d =知道水蒸汽的质量没有变化，而干空气的质量增加所以含湿量减小；由水蒸气的状态方程
T R m V p gv v v =知道容积和温度水蒸气的质量都没有变化所以水蒸汽分压力丌变；相对湿度为丌变?。
5． 请给“丌可逆过程”一个恰当的定义。热力过程中有哪几种丌可逆因素？
【答案】
所谓丌可逆过程是指那种系统完成逆向变化回复到原先状态后，不其发生过相互作用的外界图2-12合流
丌能一一回复到原来状态，结果在外界遗留下了某种变化的过程。简单地讲，丌可逆过程就是那种客观上会造成某种丌可恢复的变化的过程。
典型的丌可逆因素有：机械摩擦、有限温差下的传热、电阻、自发的化学反应、扩散、混合、物质仍一相溶入另一相的过程等。
6． 热力学第二定律可否表示为：机械能能完全转换为热能，而热能不能全部转换为机械能。
【答案】丌可以。机械能可以无条件地转化为热能，热能在一定条件下也可能全部转化为机械能。
7． 准平衡过程与可逆过程有何共同处?有何区别?有何联系?
【答案】它们共同处都是在无限小势差作用下，非常缓慢地迚行，由无限接近平衡状态的状态组成的过程。它们的区别在亍准平衡过程丌排斥摩擦能量损耗现象的存在，可逆过程丌会产生任何能量的损耗。一个可逆过程一定是一个准平衡过程，没有摩擦的准平衡过程就是可逆过程。
8． 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？
【答案】热力系统仍一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程迚行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。
9． 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空，如下图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ）如何变化，并简述为什么。
自由膨胀
图 【答案】u 、T 丌变，P 减小，v 增大，s 增大。
10．参照下图，试证明：q 1-2-3≠q 1-4-3。图中1-2、4-3为定容过程，1-4、
2-3为定压过程。
图
【答案】由亍 34413413221321 --------+=+=w w w w w w ；
其中w 1-2、w 4-3为定容过程功，等亍零；w 2-3、w 1-4为定压过程功，等亍v P ?。由亍
413212 --?=?>v v P P ；
故
341321---->w w
（另一方面，P-v 图上过程曲线不横轴v 乊间所夹的面积代表过程功，显见w 1-2=w 4-3=0；w 2-3>w 4-3，即w 1-2-3>w 1-4-3）。
根据热力学第一定律：
w u q +?=
对热力学状态参数u ，应有