第十二章 【思考题】

沈维道、将智敏、童钧耕《工程热力学》课后思考题答案工程热力学思考题及答案第十二章制冷循环1.压缩蒸汽制冷循环采用节流阀来代替膨胀机，压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法？为什么？答压缩空气制冷循环不能采用节流阀来代替膨胀机。

工质在节流阀中的过程是不可逆绝热过程，不可逆绝热节流熵增大，所以不但减少了制冷量也损失了可逆绝热膨胀可以带来的功量。

而压缩蒸汽制冷循环在膨胀过程中，因为工质的干度很小，所以能得到的膨胀功也极小。

而增加一台膨胀机，既增加了系统的投资，又降低了系统工作的可靠性。

因此，为了装置的简化及运行的可靠性等实际原因采用节流阀作绝热节流。

2.压缩空气制冷循环采用回热措施后是否提高其理论制冷系数？能否提高其实际制冷系数？为什么？答：采用回热后没有提高其理论制冷系数但能够提高其实际制冷系数。

因为采用回热后工质的压缩比减小，使压缩过程和膨胀过程的不可逆损失的影响减小，因此提高实际制冷系数。

3.参看图12-5，若压缩蒸汽制冷循环按1-2-3-4-8-1运行，循环耗功量没有变化，仍为h2-h1，而制冷量却从h1-h5增大到h1-h8，显见是有利的．这种考虑错误何在？答：过程4-8熵减小，必须放热才能实现。

而4点工质温度为环境温度T，要想放热达到温度Tc （8点），必须有温度低于Tc的冷源，这是不存在的。

(如果有，就不必压缩制冷了)。

4.作制冷剂的物质应具备哪些性质？你如何理解限产直至禁用R11、R12这类工质？答：制冷剂应具备的性质：对应于装置的工作温度，要有适中的压力；在工作温度下气化潜热要大；临界温度应高于环境温度；制冷剂在T-s图上的上下界限线要陡峭；工质的三相点温度要低于制冷循环的下限温度；比体积要小；传热特性要好；溶油性好；无毒等。

限产直至禁用R11和R12时十分必要的，因为这类物质进入大气后在紫外线作用下破坏臭氧层使得紫外线直接照射到地面，破坏原有的生态平衡。

5.本章提到的各种制冷循环有否共同点？若有，是什么？答：各种制冷循环都有共同点。

第十二章思考题1.纯液体，溶液和固体，它们各采用什么方法来降低表面能以达到稳定状态？这种现象在日常生活中有何应用？液体尽可能缩小表面积，液滴、气泡都呈球状;溶液除收缩表面积外，还能调节表面浓度（表面吸附）以降低表面能，固体主要靠吸附来降低表面能。

2.已知水在两块玻璃间形成凹液面，而在两块石蜡板间形成凸液面。

试解释为什么两块玻璃间放一点水后很难拉开，而两块石蜡板间放一点水后很容易拉开。

水在两玻璃和两石蜡板间的状态如下图。

对玻璃板，附加压力Δp指向液体外部，说明液体压力P小于外压力，且两板越靠近，此压力差越大，使两板难以拉开。

石蜡板的情况相反，液体压力p大于外压力，易于拉开。

3.如下图，在一玻璃管两端各有一大小不等的肥皂泡。

当开启活塞使两泡相通时，试问两泡体积将如何变化？为什么开启活塞后，大泡将变大，小泡将变小。

活塞关闭时，由于肥皂泡膜产生附加压力，Δp=p内－p外＝４σ/r.泡的半径r 越小，附加压力越大，而大、小泡的p外是相同的，故小泡内空气压力大于大泡内空气压力。

活塞后，小泡内空气就流向大泡，导致小泡变成更大。

4.如下图，试标出玻璃毛细管2～4中水面位置及凹凸情况。

玻璃管1水面的高度是平衡位置，四支毛细管直径相同。

2管中水面只能上升到a 处，凹液面；3管中水面上升至b处，凹液面; 4管中的水面垂直高度同1管，凹液面。

5.如下图，玻璃毛细管A插入水中后，水面上升高度应能超过h，因此推断水会从弯口B处不断流出，于是便可构成第一类永动机，如此推想是否合理？为什么？不合理，由于毛细管上方弯曲，当液面上升到顶端后，又沿弯曲管下降到弯口B处，液面下降时，由于弯曲部分液体受到重力作用，使凹液面的曲率半径由r增大到r',故附加压力也相应减小到Δp'＝２σ/r。

到B处，Δp'与B处高度的静压力达到平衡，曲率不再变化（仍是凹液面）。

故水滴不会落下。

6.分散度很高的细小固体颗粒的熔点比普通晶体熔点要高些、低些、还是一样？为什么会有过冷液体不凝固的现象？因为细小晶体颗粒比大颗粒具有更高的表面能，在较低的温度下即可达到晶体熔化所需的能量，故细小的熔点比普通晶体熔点要低些。

1、机械波的波函数为y = 0.03cos6π(t + 0.01x )上式中的各个物理量均采用国际单位。

该波的振幅、周期和波速分别为多少？该波沿着什么方向传播？【答案：0.03m ；1/3s ；100m/s ，x 轴负方向】详解：该波的振幅、周期和波速分别为m 03.0=Aπ6π2π2==ωT )s (31= (m/s)10001.01==u 由于变量x 前的符号为+，因此该波沿着x 轴负方向传播。

2、已知一列平面简谐波的波函数为y = A cos[ (at -bx ) +α]（a 、b 和α均为正常量）则该波的频率、波长、周期和波速分别为多少？ 【答案：π2a ；b 2π；a π2；ba 】 详解：将题目所给的平面简谐波的波函数与标准平面简谐波的波函数](cos[ϕω+-=uxt A y比较，即得该平面简谐波的频率、周期和波速分别为π2π2a ==ων a T π21==ν ba bu ==ω该波的波长为buT 2π==λ 3、一列平面简谐波沿x 正方向传播，波函数为]2π)42(π2cos[10.0--=x t y上式中的各个物理量均采用国际单位。

试画出该波在0.5s 时刻的波形图。

【答案：见题解图】详解：在0.5s 时刻的波形方程为]2π)425.0(π2cos[10.0--=x y )2πcos(10.0x -=x 2πcos 10.0= 因此，该时刻的波形图为4、在简谐波传播的过程中，沿传播方向相距为半个波长的两点的振动速度之比等于多少？（设这两点都不在最大位移处） 【答案：-1】详解：根据波长的定义，在简谐波传播的过程中，沿传播方向相距为一个波长的两点振动的相位相同，那么相距为半个波长的两点振动必然相位相同，即它们的速度大小相等、方向相反，如果这两点不处于最大位移处，它们振动速度之比必然等于-1。

5、一列声波在空气中的波长是0.25m ，传播速度是340m/s ，当它进入另一种介质时，波长变成了0.35m ，则它在该介质中的传播速度为多少？ 【答案：503m/s 】详解：一列波从一种介质进入另一种介质时，其频率保持不变。

第十二章 理想气体混‎合物及湿空‎气1.处于平衡状‎态的理想气‎体混合气体‎中，各种组成气‎体可以各自‎互不影响地‎充满整个体‎积，他们的行为‎可以与它们‎各自单独存‎在时一样，为什么？答：混合气体的‎热力学性质‎取决于各组‎成气体的热‎力学性质及‎成分，若各组成气‎体全部处在‎理想气体状‎态，则其混合物‎也处在理想‎气体状态，具有理想气‎体的一切特‎性。

2.理想气体混‎合物中各组‎成气体究竟‎处于什么样‎的状态？答：若各组成气‎体全部处在‎理想气体状‎态，遵循状态方‎程pV nRT =。

3.道尔顿分压‎定律和亚美‎格分体积定‎律是否适用‎于实际气体‎混合物？答：否。

只有当各组‎成气体的分‎子不具有体‎积，分子间不存‎在作用力时‎，处于混合状‎态的各组成‎气体对容器‎壁面的撞击‎效果如同单‎独存在于容‎器时的一样‎，这时道尔顿‎分压力定律‎和亚美格分‎体积定律才‎成立，所以道尔顿‎分压定律和‎亚美格分体‎积定律只适‎用于理想气‎体混合物。

4.混合气体中‎如果已知两‎种组分A 和‎B 的摩尔分‎数x A >x B ，能否断定质‎量分数也是‎ωA >ωB ？ 答：否。

i i i eqx M M ω=⋅，质量分数还‎与各组分的‎摩尔质量有‎关。

5.可以近似认‎为空气是1‎ mol 氧气‎和3.76 mol 氮气‎混合构成（即x O2=0.21、x N2=0.79），所以0.1 MPa 、20°C 的4.76 mol 空气‎的熵应是0‎.1 MPa 、20°C 的1 mol 氧气‎的熵和0.1 MPa 、20°C 的3.76 mol 氮气‎熵的和，对吗？为什么？ 答：不对。

计算各组分‎熵值时，应该使用分‎压力，即(,)i i s f T p =。

6.为什么混合‎气体的比热‎容以及热力‎学能、焓和熵可由‎各组成气体‎的性质及其‎在混合气体‎中的混合比‎例来决定？混合气体的‎温度和压力‎能不能由同‎样方法确定‎？答：根据比热容‎的定义，混合气体的‎比热容是1‎k g 混合气‎体温度升高‎1°C 所需热量‎。

第十二章习题与思考题典型例题解析例12-1 总线标准与接口标准的特点答案：总线标准与接口标准在概念上是不同的，但是，往往把一些接口标准说成是总线标准。

实际上两者之间是有其区别特征的。

（1）总线标准的特点①公用性，同时挂接多种不同类型的功能模块；②在机箱内以总线扩展插槽形式提供使用；③一般为并行传输；④定义的信号线多，且齐全，包括分离的数据、地址和控制信号线以及电源线。

（2）接口标准的特点①专用性，一般是一个接口只接一类或一种设备；②一般设在机箱外，以接口插头（座）形式提供使用；③有并行和串行两种传输；④定义的信号线少，且不齐全，一般是控制信号线、数据信号线、地址信号线共用。

例12-2 计算机系统采用“面向总线”的形式有何优点？答案：面向总线结构形式的优点主要有：①简化了硬件的设计。

从硬件的角度看，面向总线结构是由总线接口代替了专门的I/O接口，由总线规范给了传输线和信号的规定，并对存储器、I/O设备和CPU如何挂在总线上都作了具体的规定。

所以，面向总线的微型计算机设计只要按照这些规定制作CPU插件、存储器插件以及CPU、存储器插件以及I/O插件等，将它们连入总线即可工作，而不必考虑总线的详细操作。

②简化了系统结构。

整个系统结构清晰，连线少，底板连线可以印刷化。

③系统扩充性好。

一是规模扩充，二是功能扩充。

规模扩充仅仅需要多插一些同类型的插件；功能扩充仅仅需要按总线标准设计一些新插件。

插件插入机器的位置往往没有严格的限制。

这就使系统扩充即简单又快速可靠，而且也便于查错。

④系统更新性能好。

因为CPU、存储器、I/O接口等都是按总线规约挂到总线上的，因而只要总线设计恰当，可以随时随着处理器芯片以及其他有关芯片的进展设计新的插件，新的插件插到底板上对系统进行更新，而这种更新只需更新需要新的插件，其他插件和底板连线一般不需更改。

例12-3某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假设一个总线周期等于一个时钟周期，总线时钟频率为33MHz，求总线带宽是多少？解：设总线带宽用Dr表示，总线时钟周期用T=1/f表示，一个周期传送的数据量用D表示，根据总线带宽的定义，则有：Dr = D/T = D×f = 4B×33×106/s = 132MB/s习题与思考题一、填空题：1.微机总线的信号线包括①、②、③、以及电源和地线。

第十二章思考题及习题1和5答案12.1单层厂房排架结构中，哪些构件是主要承重构件?单层厂房中的支撑分几类?支撑的主要作用是什么?答：主要承重构件有：屋盖结构、吊车梁、排架柱、抗风柱、基础梁、基础单层厂房中的支撑：屋架间垂直支撑、横向、纵向水平支撑以及天窗架支撑和柱间支撑支撑的主要作用是：增强空间刚度及稳定性，传递风荷载和水平吊车荷载。

2.2排架内力分析的目的是什么?排架内力分析的步骤是怎样的?排架内力分析的目的是：为了获得排架柱在各种荷载作用下，控制截面的最不利内力，作为设计柱的依据；同时，柱底截面的最不利内力，也是设计基础的依据，并绘制出排架柱的弯矩图、轴力图及剪力图（M图、N图及V图）。

排架内力分析的步骤是：等高排架在水平荷载作用下的内力分析方法采用剪力分配法，步骤如下：（1）在柱顶水平集中力F作用下等高排架在柱顶作用一水平集中力F，在F作用下，柱顶产生水平位移。

沿柱顶将横梁与柱切开，在切口处代之一对剪力，如图2-4-16(b)所示。

取横梁为脱离体，由平衡条件有：又知，在单位水平力F=1作用下，柱顶水平侧移为。

反之要使柱顶产生单位水平位移即u=1，则需在柱顶施加的水平集中力。

如图2-4-17所示。

对于相同材料的柱，柱越粗，所需的越大,即所需施加的水平力越大。

反映了柱子抵抗侧移的能力,故称为柱子的抗侧刚度。

切开后的排架拄顶作用有水平力，在作用下产生柱顶位移为，根据上面分析可得等高排架，当各跨横梁EA时，有：将(2)、(3)式代入(1)式，得：由此可得：将(5)式代回(2)式得：式中称为第i根柱的剪力分配系数，它等于i柱的抗侧刚度与整个排架柱总的杭侧刚度的比值,且。

值可按附图１计算，由可求出分配系数，从而求出各柱顶剪力，最后按静定悬臂柱求出在已知作用下的柱截面内力。

附图１由此可见，剪力分配法就是将作用在顶部的水平集中力F按抗侧刚度分配给各柱,再按静定悬臂柱求解柱子内力的方法。

（2）在任意荷载作用下均布风荷载作用下，如图2-4-18(a)所示。

思考题12.1在电子仪器中，为了减弱与电源相连的两条导线的磁场，通常总是把它们扭在一起。

为为为了减弱与电源相连的两条导线的磁场，通常总是把它们扭在一起。

通常总是把它们扭在一起。

什么？12.2 两根通有同样电流的I的长直导线十字交叉放在一起，交叉点相互绝缘（图12.31）。

试判断何处的合磁场为零。

12.3一根导线中间分成相同的两支，形成一菱形（图12.32）。

通入电流后菱形的两条对角线一根导线中间分成相同的两支，形成一菱形上的合磁场如何？12.4 解释等离子体电流的箍缩效应，即等离子柱中通以电流时（图12.33），它会受到自身电流的磁场的作用而向轴心收缩的现象。

12.5 研究受控热核反应的托卡马克装置中，等离子体除了受到螺绕环电流的磁约束外也受到自身的感应电流（由中心感应线圈中的变化电流引起，等离子体中产生的感应电流常超过610A）的磁场的约束（图12.34）。

试说明这两种磁场的合磁场的磁感应线绕着等离子体环轴线的螺旋线（这样的磁场更有利于约束等离子体）。

12.6 考虑一个闭合的面，它包围磁铁棒的一个磁极。

通过该闭合面的磁通量是多少？考虑一个闭合的面，它包围磁铁棒的一个磁极。

通过该闭合面的磁通量是多少？ 12.7 磁场是不是保守场？磁场是不是保守场？ 12.8 在无电流的空间区域内，如果磁力线是平行直线，那么磁场一定是均匀场。

试证明之。

12.9 试证明：在两磁极间的磁场不可能像图12.35那样突然降到零。

那样突然降到零。

12.10 如图12.36所示，一长直密绕螺线管，通有电流I 。

对于闭合回路L ，求ò=·L dr B ?12.11像图12.37那样的截面是任意形状的密绕长直螺线管，管内磁场是否是均匀磁场？其磁感应强度是否仍可按nI B 0m =计算？计算？12.12图12.39中的充电器充电（电流Ic 方向如图所示）和放电（电流Ic 的方向与图示方向相反）时，板间位移电流的方向各如何？1r 处的磁场方向又各如何？处的磁场方向又各如何？习题习题12.1求图12.38各图中P 点的磁感应强度B 的大小和方向。

思考题及练习题解答5-1机械正反行程的效率是否相同？其自锁条件是否相同？原因何在？答：机械通常可以有正行程和反行程，它们的机械效率一般并不想等。

其自锁条件不相同，一般来说，正行程不自锁，而反行程可以自锁也可以不自锁。

因为一个具有自锁性的机械，只是在满足自锁条件的驱动力的作用下，在一定运动方向上产生自锁，而在其它运动方向上则不一定自锁。

而正反行程力的方向不同。

5-2 当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内、之外或相切时，轴颈将作何种运动？当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时，也会发生自锁吗？ 答：（1）当外力作用在摩擦圆之内时，因外力对轴颈中心的力矩始终小于它本身所引起的最大摩擦力矩，因此出现自锁现象；当外力外力作用在摩擦圆之外时，因外力对轴颈中心的力矩大于它本身所引起的摩擦力矩，故轴颈将加速运动；当外力与其摩擦圆相切时，因外力对轴颈中心的力矩等于它本身所引起的摩擦力矩，故轴颈处于临界状态，将作等速运动（当轴颈原来是转动的）或静止不动（当轴颈原来是静止的）。

(2) 当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时，若该力偶矩小于它本身所引起的摩擦力矩，也会发生自锁。

5-3眼镜用小螺钉（M1×0.25）与其他尺寸螺钉（例如M1×1.25）相比，为什么更容易发生自动松脱现象（螺纹中经=螺纹大径-0.65×螺距）？ 答：M1×0.25螺钉的螺纹中径 mm mm d 8375.0)25.065.01(2=⨯-= 螺纹升角43.58375.025.0arctanarctan2===d p αM1×1.25螺钉的螺纹中径 mm mm d 1875.7)25.165.08(2=⨯-=' 螺纹升角αα<==='17.31875.725.1arctanarctan2d p综合螺旋副的自锁条件可知，眼镜用小螺钉较其它尺寸螺钉更容易发生自动松脱现象。

第十二章通货膨胀和失业一、思考题1.怎样从需求、供给和结构角度分析通货膨胀？2.分析通货膨胀对经济与社会的影响。

3.简述西方学者对菲利普斯曲线的分析。

4.简述西方学者对失业种类与原因的论述。

5.简述新凯恩斯主义对工资粘性的论述。

6.试述停滞膨胀的原因与对策。

7.谈谈对西方学者关于通货膨胀和失业论述的看法，结合我国改革实践有哪些可参考与借鉴？二、计算题1.某国1999年的CPI为166.6%，2000年的CPI为172.2%，计算2000年的通货膨胀率。

2.有一国家，1992年GDP是63000亿美元，失业率是7.4%，自然失业率是6.0%，假如奥肯指数为2，求1992年潜在GDP与由于失业经济损失各是多少？参考答案：一、思考题1.答：从需求的角度看，社会总需求过度增长，大大超过总供给，由于商品供不应求而造成的一般物价水平上涨，就是需求拉动的通货膨胀，也称需求型通货膨胀。

关于需求拉动的通货膨胀有两种观点：一是以凯恩斯有效需求原理为基础的论述，强调影响社会总需求的实际因素；二是以现代货币数量论为基础的论述，强调影响社会总需求的货币因素。

从供给角度看，社会供给方面商品与劳务成本的提高，引起的一般物价水平上涨，称供给型通货膨胀、卖方通货膨胀，也称成本推进的通货膨胀。

其理论基础是生产费用论，根据构成生产成本总额的各部分在引起一般物价水平上涨过程中的作用不同，有两种情况：一是工资推进的通货膨胀，指工资增长率超过劳动生产率增长率，致使生产成本提高，引起一般物价水平的上涨。

进一步发展为“工资—物价螺旋上升式通货膨胀”；二是利润推进的通货膨胀，指垄断商品市场的大企业为追求更多利润，利用超过生产成本提高幅度的办法，来提高商品价格，而造成一般物价水平的上涨。

在开放经济中，从进出口的变化，影响国内生产成本的不同，引起国内一般物价水平上涨，可分为进口性通货膨胀和出口性通货膨胀。

所谓进口性通货膨胀是指进口产品价格上升，引起使用进口产品的生产成本提高，导致国内一般物价水平的上涨。

第12章秩和检验答案第十二章秩和检验【思考与练习】一、思考题1. 简述参数检验和非参数检验的区别。

2. 简述非参数检验的适用范围。

3. 同一资料，又出于同一研究目的，当参数检验和非参数检验所得结果不一致时，以何者为准，请简述理由。

二、案例辨析题某儿科医生比较甲、乙、丙三种药物治疗小儿腹泻的疗效，将379名小儿腹泻患者随机分为三组，分别采用甲、乙、丙三种药物治疗，结果见表12-1。

表12-1 三种药物治疗小儿腹泻的疗效比较疗效甲药乙药丙药合计痊愈 175 5 1 181显效 95 55 5 155进步 64 6 30 100无效 45 35 6 86合计 379 101 42 522对于上述资料，该医生采用行×列表检验，得，，故认为三种药物的疗效有差别。

该结论是否正确，为什么？三、最佳选择题1．以下方法中属于参数检验方法的是A. 检验B. 检验C. 检验D. Wilcoxon符号秩和检验E. Wilcoxon秩和检验2．进行两小样本定量资料比较的假设检验时，首先应考虑A. 检验B. 检验C. 秩和检验D. 检验E. 满足参数检验还是非参数检验的条件3．两组定量资料的比较，若已知、均小于30，总体方差不齐且呈极度偏态分布，宜采用A. 检验B. 检验C. 检验D. 方差分析E. 秩和检验4. 欲比较三种药物治疗效果有无差异，如果治疗效果为有序分类变量，宜采用A. 检验B. 方差分析C. 检验D．Wilcoxon秩和检验E. 检验5. 成组设计两样本比较的秩和检验，检验统计量T通常为A. 较小的秩和B. 较大的秩和C. 样本含量较小组的秩和D. 样本含量较大组的秩和E. 任取一组的秩和均可6. 配对设计秩和检验，若检验假设成立，则A. 差值为正的秩和与差值为负的秩和相差不会很大B. 差值为正的秩和与差值为负的秩和可能相差很大C. 差值为正的秩和与差值为负的秩和肯定相等D. 正秩和的绝对值大于负秩和的绝对值E. 正秩和的绝对值小于负秩和的绝对值7. 下列资料类型中，不宜采用秩和检验的是A. 正态分布资料B. 等级资料C. 分布类型未知资料D. 极度偏态分布资料E. 数据一端不确定的资料8. 某资料经配对秩和检验得，由查双侧界值如下，则值为双侧概率 0.10 0.05 0.02 0.01界值60~150 52~158 43~167 37~173A.B.C.D.E.9. 下列关于非参数检验的叙述错误的是A. 非参数检验不依赖于总体的分布类型B. 非参数检验仅用于等级资料比较C. 适合参数检验的资料采用非参数检验会降低检验效能D. 非参数检验会损失部分样本信息E. 秩和检验是一种非参数检验方法四、综合分析题1. 已知某地正常人尿氟含量的中位数为2.15mmol/L。