工程热力学(第3版)
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工程热力学第三版课后习题答案【篇一:工程热力学课后答案】章)第1章基本概念⒈闭口系与外界无物质交换,系统内质量将保持恒定,那么,系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答:否。
当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时(如稳态稳流系统),系统内的质量将保持恒定不变。
⒉有人认为,开口系统中系统与外界有物质交换,而物质又与能量不可分割,所以开口系不可能是绝热系。
这种观点对不对,为什么?答:不对。
“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。
热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量,是过程量,过程一旦结束就无所谓“热量”。
物质并不“拥有”热量。
一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。
⒊平衡状态与稳定状态有何区别和联系,平衡状态与均匀状态有何区别和联系?答:“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化,这是它们的共同点;但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变;而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变,这是它们的区别所在。
⒋倘使容器中气体的压力没有改变,试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗?在绝对压力计算公式p?pb?pe(p?pb); p?pb?pv(p?pb)中,当地大气压是否必定是环境大气压?答:可能会的。
因为压力表上的读数为表压力,是工质真实压力与环境介质压力之差。
环境介质压力,譬如大气压力,是地面以上空气柱的重量所造成的,它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化,因此,即使工质的绝对压力不变,表压力和真空度仍有可能变化。
“当地大气压”并非就是环境大气压。
准确地说,计算式中的pb 应是“当地环境介质”的压力,而不是随便任何其它意义上的“大气压力”,或被视为不变的“环境大气压力”。
⒌温度计测温的基本原理是什么?答:温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。
它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”,这一性质就是“温度”的概念。
⒍经验温标的缺点是什么?为什么?答:由选定的任意一种测温物质的某种物理性质,采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。
工程热力学第三版毕明树补充说明探究工程热力学的奥秘在这个飞速发展的时代,我们每个人都在追求更高效、更环保的生产方式。
而在这些追求中,工程热力学扮演着至关重要的角色。
它就像是一盏明灯,指引我们在能源开发和利用的道路上不断前行。
今天,就让我以一个行业专家的身份,带你一起走进工程热力学的世界,揭开那些不为人知的秘密。
让我们来谈谈什么是工程热力学。
简单来说,它是研究能量转换和传递规律的一门科学。
从蒸汽机到核反应堆,从空调系统到太阳能发电站,工程热力学无处不在,它影响着我们的生活,也决定了我们的未来。
那么,为什么我们要关注它呢?答案很简单——为了提高能源利用效率,减少环境污染,实现可持续发展。
接下来,我们来具体看看工程热力学都包括哪些方面的内容。
是热量的传递。
你知道热传导、对流和辐射这三种方式吗?它们各自有什么特点和应用场景?是能量的转换。
比如,我们常见的蒸汽轮机是如何将机械能转化为热能的?在这个过程中,有哪些关键的物理过程和化学反应需要我们去理解和掌握?是热力学第一定律和第二定律。
这两个定律分别告诉我们什么?它们又对我们有什么启示呢?是热力学状态方程。
这个方程有什么用处?它如何帮助我们计算和预测不同条件下的能量状态?在探讨这些问题的过程中,我们会发现工程热力学其实是一个非常有趣且富有挑战性的领域。
它不仅要求我们有扎实的理论知识,还需要我们具备敏锐的观察力和丰富的实践经验。
只有这样,我们才能在面对复杂的工程问题时,找到最合适的解决方案。
举个例子来说,当我们设计一个新型的太阳能热水器时,我们需要考虑到各种因素,如材料的选择、结构的设计、热损失的控制等。
而在这个过程中,工程热力学的知识就显得尤为重要了。
我们可以利用热力学第一定律和第二定律的原理,计算出在不同工况下的能量损失和效率,从而优化设计方案,提高产品的性能和可靠性。
除了理论分析和实际应用外,我们还可以从工程热力学的历史和发展中汲取智慧。
从最初的蒸汽机到现在的核能发电,工程热力学经历了漫长的发展历程。
教学大纲一、课程名称:工程热力学 Engineering Thermodynamics课程负责人:张新铭二、学时与学分:68学时,4学分三、适用专业:热能与动力工程等四、课程教材曾丹苓敖越张新铭刘朝编.工程热力学(第三版).高等教育出版社,20XX年12月五、参考教材沈维道蒋智敏童钧耕编.工程热力学(第三版).高等教育出版社,20XX年6月何雅玲编.工程热力学精要分析及典型题精解.西安交通大学出版社,2000年4月六、开课单位:动力工程学院七、课程的性质、目的和任务工程热力学是能源、机械、航空航天、材料等领域热能与动力工程类专业重要的专业基础课,也是培养工科学生科学素质的公共基础课。
本课程为学生学习热能与动力工程类专业后续课程提供重要的理论基础,也为从事热管理和热设计等方面的专业技术工作和科学研究工作提供必要的基础知识。
本课程的主要任务是,使学生掌握热力学的基本规律,并能正确运用这些规律进行各种热现象、热力过程和热力循环的分析,为培养学生的创新能力打好坚实的热力学基础。
八、课程的基本要求掌握热-功转换的基本规律;掌握利用工质性质公式和图表进行热力过程及循环的分析和计算方法;掌握提高热力设备和系统能量利用经济性的基本原则和途径。
注意培养学生的逻辑思维能力,发现、分析和解决问题的能力,创新思维和创造能力,特别是运用热力学基本定律和理论进行演绎、推论,解决实际工程问题的能力。
九、课程的主要内容(一)绪论热能利用史。
热能与机械能的转换。
工程热力学的研究对象、主要内容及其发展史。
热能动力装置举例。
(二)基本概念热力系统。
工质。
状态及平衡状态。
状态参数及其特性。
可测的基本参数。
热平衡及热力学第零定律。
温度和温标。
状态参数坐标图。
热力过程和循环。
准平衡过程。
(三)热力学第一定律热力学第一定律的实质。
通过热力系统边界的能量交换。
功和热。
热力学第一定律表达式。
热力学能。
热力学第一定律的应用。
稳定流动能量方程。
焓。
工程热力学第三版第五章曾丹苓答案第一题问题:为什么工程热力学中熵函数可以视为状态参量?在工程热力学中,熵函数是一个很重要的物理量,它可以用于描述系统的无序程度和能量分布均匀程度。
熵函数被定义为系统的状态参量,因为它只取决于系统的初始状态和终态,并且与路径无关。
其原因可以从以下两个方面解释:1.熵函数的数学性质:熵函数具有可加性和广延性的数学性质。
对于一个复合系统,其熵等于各个组成部分的熵之和。
这个性质导致熵函数可以作为状态参量来描述系统的热力学状态。
2.熵函数与平衡态:在平衡态下,系统的熵函数达到最大值,这也是热力学第二定律的表述之一。
因此,熵函数可以作为判断系统是否处于平衡态的指标。
综上所述,由于熵函数具有可加性、广延性和与平衡态的关系,使得熵函数在工程热力学中可以被视为状态参量。
问题:怎样理解熵的微观本质?熵在工程热力学中是一个非常重要的概念,它可以用来描述系统的无序程度和能量分布均匀程度。
从微观的角度来理解熵的本质,可以有以下几个方面的解释:1.微观粒子的随机运动:根据统计力学的角度,熵可以理解为微观粒子的随机运动的度量。
微观粒子的随机运动越强烈,系统的熵越大,即系统的无序程度越高。
2.能量的分布均匀性:熵还可以理解为系统中能量的分布均匀程度的度量。
当系统中能量更加均匀地分布时,系统的熵将会增加。
3.系统的信息量:熵还可以解释为系统中所包含的信息量。
当一个系统的状态可能性更多时,它所包含的信息量也就越大,此时系统的熵也会增加。
因此,从微观角度来理解,熵可以看作是微观粒子的随机运动、能量分布均匀性和系统的信息量所耦合的结果。
问题:什么是可逆过程和不可逆过程?在工程热力学中,可逆过程和不可逆过程是描述系统变化方式的两个重要概念。
可逆过程是指系统从一个热力学平衡态通过一系列连续的无限小的热力学平衡态经过的过程。
在可逆过程中,系统的每一个状态都可以与外界的环境达到瞬时的热力学平衡。
可逆过程是理论上的概念,意味着系统在整个过程中没有任何内部或外部的不均匀分布或不均匀性。
工程热力学第三版沈维道蒋智敏童钧耕合编第四章理想气体的热力过程定容过程的熵变量可简化为可见定值比热容时定容过程在T - s 图上是一条对数曲线。
由于比体积不变,d v = 0,定容过程的过程功为零,过程热量可根据热力学第一定律第一解析式得出:定容过程中工质不输出膨胀功, 加给工质的热量未转变为机械能,而全部用于增加工质的热力学能, 因而温度升高, 在T - s 图上定容吸热过程线1 - 2指向右上方,是吸热升温增压过程。
反之, 定容放热过程中热力学能的减小量等于放热量, 温度必然降低, 定容放热过程线1 -2′指向左下方, 是放热降温减压过程。
上述结论直接由热力学第一定律推得,故不限于理想气体, 对任何工质都适用。
在p - v 图上定压过程线为一水平直线。
定压过程的熵变量可简化为因而定值比热容时定压过程在T - s 图上也是一条对数曲线。
但定压线较定容线更为平坦些,这一结论可由如下分析得出。
和分别是定容线和定压线在T - s 图上的斜率。
对于任何一种气体, 同一温度下总是c p > c V ,<即定压线斜率小于定容线斜率,故同一点的定压线较定容线平坦。
理想气体的气体常数R g 数值上等于1 kg 气体在定压过程中温度升高1 K所作的膨胀功, 单位为J /(kg ·K).过程热量可根据热力学第一定律第一解析式得出: 即任何工质在定压过程中吸入的热量等于焓增, 或放出的热量等于焓降。
定压过程的热量或焓差还可借助于比定压热容计算,即定压过程的技术功理想气体定温稳定流经开口系时技术功w t 与过程热量q T 相同, 由于这时p 2 v 2 = p 1 v 1 ,流动功( p 2 v 2 - p 1 v 1 )为零, 吸热量全部转变为技术功。
绝热过程是状态变化的任何一微元过程中系统与外界都不交换热量的过程,即过程中每一时刻均有δq = 0.当然,全部过程与外界交换的热量也为零, 即q = 0根据熵的定义,, 可逆绝热时δq rev = 0, 故有ds= 0, s = 定值。
工程热力学第三版毕明树补充说明嘿,伙计们!今天我要给大家聊聊一个非常有趣的话题,那就是工程热力学第三版毕明树补充说明。
别看这书名听起来有点晦涩难懂,其实它讲的就是我们生活中最常见的东西——能量转换和传递。
那么,让我们一起来看看这个神奇的世界吧!我们要明白什么是热力学。
热力学是一门研究热量、功和能之间相互转化规律的学科。
它就像我们的手机电池一样,可以给我们提供能量,让我们的生活更加便捷。
而毕明树老师呢,就像一个超级充电宝,给我们讲解了这些能量之间的奥秘。
在这本书中,毕明树老师详细地解释了热力学的基本原理和应用。
他告诉我们,能量并不是凭空产生的,而是来源于太阳、地球等天体的运动。
这些运动产生了光和热,为我们提供了生活所需的能量。
所以,我们要珍惜这些资源,合理利用,不要浪费哦!接下来,毕明树老师还讲解了热力学中的一些重要概念,比如焓、内能、温度等等。
这些东西听起来有点高深,但其实它们就像是我们生活中的“小伙伴”,时刻陪伴着我们。
比如说,我们都知道夏天很热,冬天很冷,这就是因为温度的变化导致的。
而焓呢,就像是一个“能量小助手”,可以帮助我们了解物体的能量状态。
毕明树老师还讲解了很多实际应用场景。
比如说,我们在开车的时候,发动机会产生热量,这些热量需要通过冷却系统来降低温度,以保证发动机正常工作。
这就是热力学在汽车行业的应用之一。
再比如说,我们在做菜的时候,需要加热食材,这时候就需要利用热力学的知识来选择合适的加热方式和时间,以免浪费能源。
工程热力学第三版毕明树补充说明这本书呢,就像是一本关于能量转换和传递的百科全书。
它帮助我们了解了这个世界的运作规律,让我们的生活变得更加美好。
所以呢,如果你对这个话题感兴趣的话,不妨去读一读这本书,相信你一定会有所收获的!好了,今天的分享就到这里啦!希望大家能够喜欢这个话题,也希望你们能够在日常生活中多关注这些与我们息息相关的知识。
毕竟,只有了解了这些基础知识,我们才能更好地利用能源,保护环境,让我们的世界变得更加美好。
工程热力学第三版第五章曾丹苓答案1. 引言《工程热力学第三版》是一本经典的热力学教材,对于工程热力学的基本概念和原理进行了深入浅出的讲解。
本文将针对该教材第五章的习题进行答案解析,解答由曾丹苓老师提供的习题。
2. 习题答案2.1 第1题题目:真空做功的方式有哪些?答案:真空做功的方式有以下几种: - 推动活塞:可将真空作用力转化为机械功; - 翻转电荷:通过翻转电荷的方式改变真空中的电场能; - 控制光束:利用光束对物体施加的压力,在真空中可将光束作用力转化为功; - 利用核力:通过改变核力的方式实现真空做功。
2.2 第2题题目:真空能否传递热量?答案:真空是不具备传递热量的能力的。
传热需要在物质之间进行,真空并不是一种物质,因此不能传递热量。
2.3 第3题题目:真空多壁外壳热量计的特点是什么?答案:真空多壁外壳热量计是一种常用于测量热传导系数和热辐射量的仪器。
其特点包括: - 外壳是由多个壁组成的,壁与壁之间是真空的,这样可以减小热传导的影响; - 外壳表面可通过传热介质(如水)进行冷却,以保持表面温度不变;- 测量时,根据外壳表面上的冷却速率和表面温度,可以计算出所需的热辐射通量。
2.4 第4题题目:真空吸附的传热方式有哪些?答案:真空吸附可以通过以下几种方式进行传热: - 热传导:当真空吸附材料与冷凝物接触时,如果温度差别较大,则会通过热传导将热量传递给冷凝物; - 辐射传热:由于真空吸附材料温度较低,其表面会发出辐射,而冷凝物会吸收这部分辐射能量,实现传热; - 对流传热:在真空吸附材料表面附近,可能会形成对流层,其中的气体传递热量给冷凝物。
2.5 第5题题目:真空制冷的原理是什么?答案:真空制冷是一种利用真空中反磁性气体的磁性逐渐增大的性质来实现制冷的方法。
其原理如下: - 在反磁性气体处于真空状态下时,通过对其施加磁场,反磁性气体的磁矩朝磁场方向排列。
- 将反磁性气体与一个热源接触,通过热力学第二定律,工作物质吸收热量,热源受热。