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工程热力学与传热学第一章基本概念典型问题分析一.基本概念分析1闭口系统具有恒定的质量，但具有恒定质量的系统不一定就是闭口系统。2孤立系统一定是闭口的，反之则不然。3孤立系统一定是绝热系统，但绝热系统不一定都是孤立的。4孤立系统的热力学状态不能发生变化。5平衡状态的系统不一定是均匀的，均匀系统则一定处于平衡状态。6摄氏温度的零点相当于热力学温度的273.15K。7只有绝对压力才能表示工质所处的状态，才是状态参数。8只有平衡状态，才能用状态参数坐标图上的一点来表示。9非平衡状态，因为没有确定的状态参数，无法在状态参数坐标图中表示。10不平衡过程，一定是不可逆过程；11不可逆过程就是指工质不能恢复原来状态的过程；12一个可逆过程必须同时也是一个准平衡过程，但准平衡过程不一定是可逆的。13实际过程都是不可逆过程。14功可以全部转变为热，但热不能全部转变为热15质量相同的物体A和B，若TATB，则物体A具有的热量比物体B多。二.计算题分析1测得容器内气体的表压力为0.25MPa，当地大气压为755mmHg，求容器内气体的绝对压力p，并分别用（1）MPa（兆帕）；（2）bar（巴）；（3）atm（物理大气压）；（4）at（工程大气压）表示。2某种气体工质从状态1（p1，V1）可逆地膨胀到状态2。膨胀过程中：（1）工质的压力服从p=a-bV，其中a，b为常数；（2）工质的pV保持恒定为p1V1。试分别求两过程中气体的膨胀功。3利用体积为2m3的储气罐中的压缩空气给气球充气，开始时气球内完全没有气体，呈扁平状，可忽略其内部容积。设气球弹力可忽略不计，充气过程中气体温度维持不变，大气压力为0.9╳105Pa。为使气球充到2m3，问气罐内气体最低初压力及气体所作的功是多少？已知空气满足状态方程式pV=mRgT。典型问题分析解答一.基本概念分析解答1√；2√；3√；4╳；5√；6√；7√；8√；9√；10√；11╳；12√；13√；14╳；15╳；二.计算题分析解答1解：依据：PaPaPapPammHgpppbe66107305.04322.1337551025.04332.1331,单位换算：atPaPaatmPaPabarPaPaMPaPaPa7575.35.06698107305.0)4(7460.3325101107305.0)3(057.310107305.0)2(7305.010107305.01665666）（2解：过程为可逆过程：1211212121212221122121ln)2()(2)()(1VVVpVdVpVpdVWVVbVVadVbVapdVW）（分析：在上述两过程中，系统的初，终态相同，但中间途径不同，因而气体的膨胀功也不同。3解：因忽略气球弹力，充气后气球内压力与大气压力相同，为0.9╳105，而充气结束时储气罐内压力也应恰好降到。又依题意，留在罐内与充入球内的气体温度相同，由于压力相同，温度相同，故这两部分气体的状态相同。若取全部气体为热力系，则气体的最小初压应满足PammmPaVVVppTRVVpTRVpmBgBg53335112min,121211min,1108.12)22(109.0)()(4考察该过程中储气罐的体积不变，充气时气球中气体压力等于大气压力，气体膨胀排斥了大气，所以气球对大气作功JmmPaVVpW5335120108.1)24(109.0)(分析：本题中，储气罐内气体向气球充气的过程是不可逆的，因此不能用21pdVW计算过程功。但是，在一些场合下如果界面上反力为恒值，则可用外部参数计算过程体积变化功。