西安建筑科技大学：《工程热力学》课程教学资源（思考与习题）中文练习题

第一章基本概念练习题 1.1填空题 (1)热力系统不受外界影响是指系统与外界间没有()的交换 (2)只有()状态才能用参数坐标图上的点表示。 (3)一个可逆过程必须是()过程,而且在过程中没有() (4)热力学规定:工质膨胀做功为(),表示(),工质被压 缩耗功为(),表示()。 1.2是非判断及改错题 (1)若系统内的质量保持恒定不变,则该系统必定是闭口系 统

第一章 基本概念 练习题 1.1填空题 （1）热力系统不受外界影响是指系统与外界间没有( )的交换。 （2）只有（）状态才能用参数坐标图上的点表示。 （3）一个可逆过程必须是（）过程，而且在过程中没有（）。 （4）热力学规定：工质膨胀做功为（），表示（），工质被压 缩耗功为（），表示（）。 1.2是非判断及改错题 （1） 若系统内的质量保持恒定不变，则该系统必定是闭口系 统

(2)稳定状态就是平衡状态。 (3)系统从某一平衡状态变化到另一个平衡状态,其内能的 变化量与过程特性无关。 (4)可逆过程就是工质可以逆向进行回复到原态的过程 (5)非静态过程一定是不可逆过程。 (6)只要满足∮=0或x=x2x中的任一式,这 个x就是状态参数 1.3分析、论述、证明题 (1)只要不存在任何性质的耗散效应就一定不会产生能看的 不可逆损耗吗?

（2） 稳定状态就是平衡状态。 （3）系统从某一平衡状态变化到另一个平衡状态，其内能的 变化量与过程特性无关。 （4） 可逆过程就是工质可以逆向进行回复到原态的过程。 （5）非静态过程一定是不可逆过程。 （6）只要满足 或 中的任一式,这 个x就是状态参数。 1.3分析、论述、证明题 （1）只要不存在任何性质的耗散效应就一定不会产生能看的 不可逆损耗吗？ dx = 0  2 1  = − x x x

(2)如图1-1所示用隔板将容器分成两部分,一部分装有气 体,另一部分抽成真空,中间是隔板,问: 1)若突然抽去隔板,气体(系统)是否做功? 2)设真空部分装有许多隔板,每抽去一块隔板先恢复 平衡再抽下一块,问气体(系统)是否做功? 3)上述两种情况从初态变化到终态,其过程是否都可 在pV图上表示? 图1-1(

（2）如图1-1所示用隔板将容器分成两部分，一部分装有气 体，另一部分抽成真空，中间是隔板，问: 1）若突然抽去隔板，气体（系统）是否做功？ 2）设真空部分装有许多隔板，每抽去一块隔板先恢复 平衡再抽下一块，问气体（系统）是否做功？ 3）上述两种情况从初态变化到终态，其过程是否都可 在p-v图上表示？ 图 1-1

1.4什么是准平衡过程?引进这个概念在工程上有什么好处。 1.5有两个完全相同的风扇,一个置于海平面,另一个置于高 山顶,并以相同的转速运行。试比较1)容积流量;2)质 量流量的大小

1.4 什么是准平衡过程？引进这个概念在工程上有什么好处。 1.5 有两个完全相同的风扇，一个置于海平面，另一个置于高 山顶，并以相同的转速运行。试比较1）容积流量；2）质 量流量的大小

x法品示该图片 1.5门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行,若敞开冰箱的大 门就有十股凉气扑面,感到凉爽。于是有人就想通过敞开的冰箱 大门达到降低室内温度的目的,你认为这种想法可行吗? 解:1)按题意,以门窗紧闭的房间为分析对象,可看成绝热 的闭口系统与外界无热量交换,Q=0,如图(a所示。当安置在系 统内部的电冰箱运转时,将有电功输入系统,即w为负因此按 照闭口系统能量方程: 0=△/+W,或△U=-W>0 冰

1.5 门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行，若敞开冰箱的大 门就有一股凉气扑面，感到凉爽。于是有人就想通过敞开的冰箱 大门达到降低室内温度的目的，你认为这种想法可行吗？ 解：(1)按题意，以门窗紧闭的房间为分析对象，可看成绝热 的闭口系统与外界无热量交换，Q=0，如图(a)所示。当安置在系 统内部的电冰箱运转时，将有电功输入系统，即w为负。因此按 照闭口系统能量方程： 0 0 =  +  = −  U W U W ，或

室内空气的内能将增加,温度将上升。可见此种想法不 但不能达到降温目的,将反而使室内温有所升高 (2)若以电冰箱为系统进行分析,其工作 原理如右图示(b).耗功W后连同从冰室内 取出的冷量Q。一同通过散热片排放到室内,L室内r 使室内温度升高。 冰 箱 冰室r<7 (b)

室内空气的内能将增加，温度将上升。可见此种想法不 但不能达到降温目的，将反而使室内温有所升高。 (2)若以电冰箱为系统进行分析，其工作 原理如右图示(b)．耗功W后连同从冰室内 取出的冷量Q。一同通过散热片排放到室内， 使室内温度升高

δ铜棒的一端与高温热源(π)接触,另一端与低温热源 (T)接触,其表面与外界绝热,如下图所示,经历较长时 间后,铜棒内各截面的温度不再随时间变化,试问铜棒是否 处于平衡态? 解:若取铜俸为闭口系统,铜棒内 各截面温度虽不随时间变化,但受 到高温热源与低温热源的外部作用, T 按找平衡态的定义,铜棒并没有处 锎棒 于平衡态,只是达到了稳定状态

1.6 铜棒的一端与高温热源( )接触，另一端与低温热源 ( )接触，其表面与外界绝热，如下图所示．经历较长时 间后，铜棒内各截面的温度不再随时间变化，试问铜棒是否 处于平衡态？ 解：若取铜俸为闭口系统，铜棒内 各截面温度虽不随时间变化，但受 到高温热源与低温热源的外部作用， 按找平衡态的定义，铜棒并没有处 于平衡态，只是达到了稳定状态． TH TL

旦取掉高温热源与低温热源的外部作用,铜棒内部截 面温度必定随时间发生变化,直到温度均匀止 说明;由此例可见要注意区分稳定与乎衡两种不同的 概念。稳定状态时状态参数虽不随时间改变,但它是靠外 界影响来维持的.平衡状态是不受外界影响时参数不随时 间变化的状态。两者有所区别,但又有联系,平衡必稳定, 稳定未必平衡

一旦取掉高温热源与低温热源的外部作用，铜棒内部截 面温度必定随时间发生变化，直到温度均匀止． 说明；由此例可见要注意区分稳定与乎衡两种不同的 概念。稳定状态时状态参数虽不随时间改变，伹它是靠外 界影响来维持的．平衡状态是不受外界影响时参数不随时 间变化的状态。两者有所区别，但又有联系，平衡必稳定， 稳定未必平衡

1.7一刚性绝热容器内充有水和水蒸汽的混合物,它们的温 度与压力分别相等.不随时间变化。试问汽水混合物是否已 处于平衡态?汽水混合物的各种参数量是否到处均匀? 解:如右图所示的刚性绝热容器内, 水和水蒸汽的压力相等,温度相等,均 不随时间变化,而且不受外界的影响, 因此该汽水混合物已处于平衡状态。 处于平衡态的汽水混合物中,汽 相与液相的密度显然不同。因此即使 处于平衡态的系统内部,各种参数并不一定均匀。三

1.7 一刚性绝热容器内充有水和水蒸汽的混合物，它们的温 度与压力分别相等．不随时间变化。试问汽水混合物是否已 处于平衡态？ 汽水混合物的各种参数量是否到处均匀？ 解：如右图所示的刚性绝热容器内， 水和水蒸汽的压力相等，温度相等，均 不随时间变化，而且不受 外界的影响， 因此该汽水混合物已处于平衡状态。 处于平衡态的汽水混合物中，汽 相与液相的密度显然不同。因此即使 处于平衡态的系统内部，各种参数并不一定均匀

说明:本例说明,系统内部各种参数均匀的必定平衡,反之 平衡的未必各种参数都是均匀的,即均匀必平衡,平衡未必均 匀. 当然对于由单相物质组成的系统,均匀必平衡,平衡也必 均匀(由于重力场的影响引起内部压力的不同除外,因为平衡 态定义中已明确指出不受外界影响中不包括重力场的作用)

说明：本例说明，系统内部各种参数均匀的必定平衡，反之 平衡的未必各种参数都是均匀的，即均匀必平衡，平衡未必均 匀. 当然对于由单相物质组成的系统，均匀必平衡，平衡也必 均匀(由于重力场的影响引起内部压力的不同除外，因为平衡 态定义中已明确指出不受外界影响中不包括重力场的作用)．