工程热力学第四章答案
【篇一：工程热力学答案(第四版严家騄著含第六章)】
考 题
1、如果容器中气体压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持不变，对吗？ 答：不对。因为压力表的读书取决于容器中气体的压力和压力表所处环境的大气压力两个因素。因此即使容器中的气体压力保持不变，当大气压力变化时，压力表的读数也会随之变化，而不能保持不变。
2、“平衡”和“均匀”有什么区别和联系
答：平衡（状态）值的是热力系在没有外界作用（意即热力、系与外界没有能、质交换，但不排除有恒定的外场如重力场作用）的情况下，宏观性质不随时间变化，即热力系在没有外界作用时的时间特征-与时间无关。所以两者是不同的。如对气-液两相平衡的状态，尽管气-液两相的温度，压力都相同，但两者的密度差别很大，是非均匀系。反之，均匀系也不一定处于平衡态。
但是在某些特殊情况下，“平衡”与“均匀”又可能是统一的。如对于处于平衡状态下的单相流体（气体或者液体）如果忽略重力的影响，又没有其他外场（电、磁场等）作用，那么内部各处的各种性质都是均匀一致的。
3、“平衡”和“过程”是矛盾的还是统一的？
答：“平衡”意味着宏观静止，无变化，而“过程”意味着变化运动，意味着平衡被破坏，所以二者是有矛盾的。对一个热力系来说，或是平衡，静止不动，或是运动，变化，二者必居其一。但是二者也有结合点，内部平衡过程恰恰将这两个矛盾的东西有条件地统一在一起了。这个条件就是：在内部平衡过程中，当外界对热力系的作用缓慢得足以使热力系内部能量及时恢复不断被破坏的平衡。
4、“过程量”和“状态量”有什么不同？
答：状态量是热力状态的单值函数，其数学特性是点函数，状态量的微分可以改成全微分，这个全微分的循环积分恒为零；而过程量不是热力状态的单值函数，即使在初、终态完全相同的情况下，过程量的大小与其中间经历的具体路径有关，过程量的微分不能写成全微分。因此它的循环积分不是零而是一个确定的数值。
工程热力学-第四版思考题答案(完整版)(沈维道)(高等教育出版社)
工程热力学第四版沈维道 思考题 完整版
第1章 基本概念及定义
1.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。
2.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
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。
⼯程热⼒学课后思考题及答案
第⼀章 思考题1、如果容器中⽓体压⼒保持不变，那么压⼒表的读数⼀定也保持不变，对吗？
答：不对。因为压⼒表的读书取决于容器中⽓体的压⼒和压⼒表所处环境的⼤⽓压⼒两个因素。因
此即使容器中的⽓体压⼒保持不变，当⼤⽓压⼒变化时，压⼒表的读数也会随之变化，⽽不能保持不变。2、“平衡”和“均匀”有什么区别和联系
答：平衡（状态）值的是热⼒系在没有外界作⽤（意即热⼒、系与外界没有能、质交换，但不排除
有恒定的外场如重⼒场作⽤）的情况下，宏观性质不随时间变化，即热⼒系在没有外界作⽤时的时间特征-与时间⽆关。所以两者是不同的。如对⽓-液两相平衡的状态，尽管⽓-液两相的温度，压⼒都相
同，但两者的密度差别很⼤，是⾮均匀系。反之，均匀系也不⼀定处于平衡态。
但是在某些特殊情况下，“平衡”与“均匀”⼜可能是统⼀的。如对于处于平衡状态下的单相流体（⽓体或者液体）如果忽略重⼒的影响，⼜没有其他外场（电、磁场等）作⽤，那么内部各处的各种性质都是均匀⼀致的。3、“平衡”和“过程”是⽭盾的还是统⼀的？
答：“平衡”意味着宏观静⽌，⽆变化，⽽“过程”意味着变化运动，意味着平衡被破坏，所以⼆
者是有⽭盾的。对⼀个热⼒系来说，或是平衡，静⽌不动，或是运动，变化，⼆者必居其⼀。但是⼆者也有结合点，内部平衡过程恰恰将这两个⽭盾的东西有条件地统⼀在⼀起了。这个条件就是：在内部平衡过程中，当外界对热⼒系的作⽤缓慢得⾜以使热⼒系内部能量及时恢复不断被破坏的平衡。4、“过程量”和“状态量”有什么不同？
答：状态量是热⼒状态的单值函数，其数学特性是点函数，状态量的微分可以改成全微分，这个全
微分的循环积分恒为零；⽽过程量不是热⼒状态的单值函数，即使在初、终态完全相同的情况下，过程量的⼤⼩与其中间经历的具体路径有关，过程量的微分不能写成全微分。因此它的循环积分不是零⽽是⼀个确定的数值。
习 题1-1 ⼀⽴⽅形刚性容器，每边长 1 m ，将其中⽓体的压⼒抽⾄ 1000 Pa ，问其真空度为多少毫⽶汞柱?容器每⾯受⼒多少⽜顿？已知⼤⽓压⼒为 0.1MPa 。[解]：(1) 6(0.110Pa 1000Pa)/133.3224742.56mmHg v b p p p =-=?-=
第5章 热力学第二定律
1 第5章 热力学第二定律
5-1 当某一夏日室温为30℃时，冰箱冷藏室要维持在-20℃。冷藏室和周围环境有温
差，因此有热量导入，为了使冷藏室内温度维持在-20℃，需要以1350J/s的速度从中取
走热量。冰箱最大的制冷系数是多少？供给冰箱的最小功率是多少？
解： 制冷系数：2212253
5.06
50QT
WTTε====
−
供给水箱的最小功率：8.266
06.513502===
εQ
PW
5-2 有一暖气装置，其中用一热机带动一热泵，热泵从河水中吸热，传递给暖气系
统中的水，同时河水又作为热机的冷源。已知热机的高温热源温度为t1=230℃，河水温
度为t2=15℃，暖气系统中的水温t3=60℃。假设热机和热泵都按卡诺循环计算，每烧1kg
煤，暖水得到多少热量？是煤发热量的多少倍？已知煤的燃烧热值是2.9×104kJ/kg。
解：
由热机侧：12
1123015215
0.427
273230503TTW
QTη−−
=====
+
由热泵侧： ''
'
227360333
7.4
601545QT
WTTε+
=====
−−
''
1121
'
1112215333
7.40.4273.16
50345QTTT
QTTTεη−
=⋅=×=⋅=⋅=
− 倍
Q1’=2.9×104×3.16=91640 kJ
5-3 试用p-v图证明： 两条可逆绝热线不能相交（如果相交则违反热力学第二定律）。
解：反证法：
假设S线与'S线能相交，交点为B，而T线
与S 线相交于A，T线与'S线相交于C，则构成
循环ACBA→→→，AC为定温过程，CB为绝
热过程，BA为绝热过程。则此循环成为一个只从
单一热源T吸热而源源不断地对外做功，违反了热
力定律的开尔文—普朗克说法。 所以假设不成立，
即两条绝热线不能相交。
5-4 有一卡诺机工作于500℃和30℃的两个热源之间，该卡诺热机每分钟从高温热源BS
CP
A
VS’
T第5章 热力学第二定律
2 吸收1000kJ，求：（1）卡诺机的热效率；（2）卡诺机的功率（kW）。 解：12
