工程热力学课后思考题答案 - - 第四版 - 沈维道 - 童钧耕主编 - 高等教育出版社

存有高压空气，B中保持真空，如图2-12所示。若将隔板抽去，分析容器中空气的热力学能将如何变化？若在隔板上有一小孔，气体泄漏入B中，分析A、B两部分压力相同时A、B两部分气体热力学能如何变化？

q=?u＋w

q=0，?u为负值（u减少），转化为气体的动能，动能在B中经内部摩擦耗散为热能被气体重新吸收，热力学能增加，最终?u =0。

5． 热力学第一定律的能量方程式是否可写成下列形式？为什么？

q=?u+pv q2-q1=(u2-u1)+(w2-w1)

不可以。w不可能等于pv，w是过程量，pv则是状态参数。q和w都是过程量，所以不会有q2-q1和w2-w1。 8．焓是工质流入（或流出）开口系时传递入（或传

递出）系统的总能量，那么闭口系工质有没有焓值？

比较正规的答案是，作为工质的状态参数，闭口系工质也有焓值，但是由于工质不流动，所以其焓值没有什么意义。

焓=热力学能+占位能

9．气体流入真空容器，是否需要推动功？

推动功的定义为，工质在流动时，推动它下游工质时所作的功。下游无工质，故不需要推动功。利用开口系统的一般能量方程式推导的最终结果也是如此。

11．为什么稳定流动开口系内不同部分工质的比热力学能、比焓、比熵等都会改变，而整个系统的?UCV=0、?HCV=0、?SCV=0?

控制体的?UCV=0、?HCV=0、?SCV=0是指过程进行时间前后的变化值，稳定流动系统在不同时间内各点的状态参数都不发生变化，所以?UCV=0、?HCV=0、?SCV=0。

稳定流动开口系内不同部分工质的比热力学能、比焓、比熵等的改变仅仅是依坐标的改变。

qm1 1 p1, 3 1 qm3 13. 几股流体汇合成一股流体称为合流，如图2-13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截面之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h3的计算式。 进入系统的能量–离开系统的能量=系统贮存能量的

变化

系统贮存能量的变化：不变。

T1 进入系统的能量：qm1带入的和qm2带入的。没有热量输入。

qm1（h1+cf12/2+gz1）+ qm2（h2+cf22/2+gz2） 离开系统的能量：qm3带出的，没有机械能（轴功）输出。

qm3（h3+cf32/2+gz3）

如果合流前后流速变化不太大，且势能变化一般可以忽略，则能量方程为：

qm3 3 p3, 1 3 qm1 qm1?h1+ qm2?h2= qm3?h3

出口截面上焓值h3的计算式

h3= （qm1?h1+ qm2?h2）/ qm3

T3