工程热力学第四章答案
《工程热力学》第四章 总结及例题
U13 Q13 W13 649.4kJ 316.62kJ 965.52kJ
H13 nCpm T3 T1 U pV 965.52kJ 299.855 619.393 kPa 2m3 1604.6kJ
S13
n CVm
ln
T3 T1
R ln V3 V1
500mol 3 4.1868J/(mol K) ln 144.26K 4.56kJ/K 298K
Pa
10
1－2过程：由25 ℃，2m3 可逆绝热膨胀到1 atm 2－3过程：定温可逆压缩回到2 m3
理想气体等温过程 ：热量=膨胀功=技术功
Q
Q12
Q23
Q23
WT 23
nRT
ln
V3 V2
500
mol 8.314
5
J/(mol K) 144.26
K ln
2 m3 5.906 m3
649.4 kJ
7
q h wt wt q h wt q (ha hb )
考虑过程等压 c a
a
q h c vdp
q ha hc
技术功：
wt q (ha hb )
8
例2 0.5 kmol某种单原子理想气体 ，由25 ℃，2m3 可逆绝热膨 胀到1 atm，然后在此状态的温度下定温可逆压缩回到2 m3。1） 画出各过程的p-v图及T-s图；2）计算整个过程的Q，W，ΔU， Δ H 及ΔS。
四种基本变化过程在 p-v 图和 T-s 图上的表示
dp n p dv v
dT T ( )
ds cn
1
p-v图和T-s图上的曲线簇
2
u,h,w,wt,q在p-v,T-s图上的变化趋势
u↑,h ↑(T ↑) w ↑(v ↑) wt ↑(p ↓) q ↑(s ↑)
工程热力学课后答案
《工程热力学》 沈维道主编 第四版 课后思想题答案（1~5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b e p p p =+ ()b p p >; b v p p p =- ()b p p <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。
工程热力学第4章习题答案
4-6 空气的初参数为 p1=0.5MPa 和 t1=50℃，此空气流经阀门发生绝热节流作用，并使空 气容积增大到原来的 2 倍。求节流过程中空气的熵增，并求其最后的压力。
解：对于理想气体 ∆h = cp∆T ，可得 h2 − h1 = cp (T2 − T1 ) ，绝热节流前后焓值相等，因此
T1 = T2 ，因此对于理想气体绝热节流前后温度也相等
d
− bpv
p a v = ce Rga
a
a Rg
5
第 4 章 理想气体的热力过程 压气机
4-11 设理想气体经历了参数 x 保持不变的可逆过程，cx 为该过程的比热容，试证明：
pvα = 常数，其中α = (cx − cp ) /(cx − cv )
解：δ q
=
cx dT
= Tds
=
T
⎛ ⎜ ⎝
4-2 某理想气体在缸内进行可逆绝热膨胀，当比体积变为原来的 2 倍时，温度由 40℃ 降为-36℃，同时气体对外作膨胀功 60kJ/kg。设比热为定值，试求质量定压热容 cp 与质量定 容热容 cv。
解：绝热过程膨胀功 w = cV (T1 − T2 )
可得 cV
=w T1 − T2
=
60
(273.15 + 40) − (273.15 − 36)
⎡⎢⎣1.6
×
(0.1
−
0.14)
−
10 2
0.12 − 0.142
⎤ ⎥⎦
=
−16000J
（3）由
p1V1 T1
=
p2V2 T2
，
(
0.2× 0.14
273.15 +115)
=
第三版工程热力学课后思考题答案
第一章1、答：不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。
2、答：这种说法是不对的。
工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。
3、答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是他们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4、答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5、答：温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。
6、答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。
7、答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化的原因。
8、答：（1）第一种情况如图1-1（a ）,不作功（2）第二种情况如图1-1（b ）,作功（3）第一种情况为不可逆过程不可以在p-v 图上表示出来，第二种情况为可逆过程可以在p-v 图上表示出来。
9、答：经历一个不可逆过程后系统可以恢复为原来状态。
系统和外界整个系统不能恢复原来状态。
10、答：系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后，系统恢复到原来状态，外界没有变化；若存在不可逆因素，系统恢复到原状态，外界产生变化。
11、答：不一定。
主要看输出功的主要作用是什么，排斥大气功是否有用。
第二章1、答：将隔板抽去，根据热力学第一定律w u q +∆=其中0,0==w q 所以容器中空气的热力学能不变。
《工程热力学》(第四版)习题提示及答案04章习题提示与答案
习题提示与答案 第四章 理想气体的热力过程4-1 设气缸中有0.1 kg 二氧化碳，其压力为0.1 MPa 、温度为27 ℃。
如进行一个定压过程，气体对外作功3kJ 。
设比热容为定值，试求过程中气体热力学能和熵的变化以及气体吸收的热量。
提示：理想气体；Q =ΔU +W ；ΔU =mc V 0ΔT ；12120ln lnp pR T T c s p g Δ-=。
答案：ΔU ＝10.5 kJ ，ΔS ＝0.036 11 kJ/K ，Q ＝13.5 kJ 。
4-2 有一气缸，其中氮气的压力为0.15 MPa 、温度为300 K 。
如果按两种不同的过程变化：(1)在定压下温度变化到450 K ；(2)在定温下压力下降到0.1 MPa 。
然后在定容下变化到0.15 MPa 及450 K 。
设比热容为定值，试求两种过程中热力学能和熵的变化以及从外界吸收的热量。
提示：略。
答案：(1)u Δ＝111.15 kJ/kg ，s Δ＝0.421 kJ/(kg ·K)，q 1-2＝155.7 kJ/kg 。
(2)u Δ＝111.15 kJ/kg ，s ∆＝0.421kJ/(kg ·K)，q 1-3-2＝147.25 kJ/kg 。
4-3 设气缸中空气的压力为0.5 MPa 、温度为600 K ，若经绝热过程膨胀到0.1 MPa ，试求膨胀终了的温度及比体积：(1)按定值比热容计算；(2)按空气的热力性质表进行计算。
提示：(2) 1200ln 12p p R S S g T T +=；依02T S ,由热力性质表确定T 2 及v r2。
答案：(1) T 2＝378.8 K ，v 2＝1.089 m 3/kg ；(2) T 2＝382.6 K ，v 2＝1.10 m 3/kg 。
4-4 柴油机吸气终了时气缸中空气的温度为60 ℃、压力为0.1 MPa 。
为使压缩终了时空气温度超过柴油的自燃温度以使其着火，故要求压缩终了的温度至少为720 ℃。
工程热力学习题答案第四章
第四章4-1 1kg 空气在可逆多变过程中吸热40kJ ，其容积增大为1102v v =，压力降低为8/12p p =，设比热为定值，求过程中内能的变化、膨胀功、轴功以及焓和熵的变化。
解：热力系是1kg 空气 过程特征：多变过程)10/1ln()8/1ln()2/1ln()1/2ln(==v v p p n ＝0.9 因为 T c q n ∆=内能变化为R c v 25=＝717.5)/(K kg J • v p c R c 5727==＝1004.5)/(K kg J • =n c ==--v v c n k n c 51＝3587.5)/(K kg J • n v v c qc T c u /=∆=∆＝8×103J膨胀功：u q w ∆-=＝32 ×103J轴功：==nw w s 28.8 ×103J 焓变：u k T c h p ∆=∆=∆＝1.4×8＝11.2 ×103J 熵变：12ln 12lnp p c v v c s v p +=∆＝0.82×103)/(K kg J •4－2 有1kg 空气、初始状态为MPa p 5.01=，1501=t ℃，进行下列过程：（1）可逆绝热膨胀到MPa p 1.02=；（2）不可逆绝热膨胀到MPa p 1.02=，K T 3002=；（3）可逆等温膨胀到MPa p 1.02=；（4）可逆多变膨胀到MPa p 1.02=，多变指数2=n ；试求上述各过程中的膨胀功及熵的变化，并将各过程的相对位置画在同一张v p -图和s T -图上解：热力系1kg 空气（1） 膨胀功：])12(1[111k k p p k RT w ---=＝111.9×103J熵变为0 （2）)21(T T c u w v -=∆-=＝88.3×103J 12ln 12ln p p R T T c s p -=∆＝116.8)/(K kg J • （3）21ln1p p RT w =＝195.4×103)/(K kg J • 21ln p p R s =∆＝0.462×103)/(K kg J • （4）])12(1[111n n p p n RT w ---=＝67.1×103J n n p p T T 1)12(12-=＝189.2K 12ln 12ln p p R T T c s p -=∆＝－346.4)/(K kg J •4-3 具有1kmol 空气的闭口系统，其初始容积为1m 3，终态容积为10 m 3，当初态和终态温度均100℃时，试计算该闭口系统对外所作的功及熵的变化。
工程热力学第四章答案
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。
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。
工程热力学 第四章答案
Cp,m = 3.653 −1.337 ×10−3T + 3.294×10−6T 2 −1.913×10−9T 3 + 0.2763×10−12T 4 R
若已知 p1 = 0.5MPa ，T1 = 1000K ，①T2 = 500K求p2 ；② p2 = 0.1MPa求T2 ；③将计算结
解：（1）定值比热容
p2
=
T2 T1
p1
=
600K × 0.32MPa 477K
= 0.4025MPa
由附表 M
= 28.01×10−3 kg/mol
Rg
=
R M
=
8.3145J/(mol ⋅ K) 28.01×10−3 kg/mol
= 296.8J(kg ⋅ K)
cV
=
5 Rg 2
=
5 × 296.8 = 0.7421J/(kg ⋅ K) 2
cp
=
7 2
Rg
===
7 2
× 296.8
= 1.03894J/(kg ⋅ K)
∆U = mcV (T2 − T1) = 2.3kg × 742.1J/(kg ⋅ K)(600 − 477)K = 209.94kJ
∆H = mcp (T2 − T1) = 2.3kg ×1038.94J/(kg ⋅ K)(600 − 477)K = 293.92kJ
⋅
K)
−
8.3145J/(mol
⋅
K)
ln
600K 477K
= 0.4186 ×103 J/K
W =0
Q = ∆U = 219.10kJ
4—2 甲烷 CH4 的初始状态 p1 = 0.47MPa，T1 = 393K ，经可逆定压冷却对外放出热量 4110.76J/mol ，试确定其终温及1molCH4 的热力学能变化量 ∆U m 、焓变化量 ∆H m 。设甲烷
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
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) pv?pb?p?(0.1?106pa?1000pa)/133.3224?742.56mmhg b?p)(2) f?a?p?a(p?1m2?(0.1?106pa?1000pa)?99000n1-2 试确定表压为0.01mpa时u型管压力计中液柱的高度差。
(1)u型管中装水，其密度为1000kg/m3；(2)u型管中装酒精，其密度为789kg/m3。
[解]：由（1-6）式，pg=?g?z，得到?z=(1) ?z水pgg 0.01?106???1.0197m?1019.7mm ?水g10?9.80665pg0.01?106???1.2494m?1292.4mm ?酒精g789?9.80665pg(2) ?z酒精?此题目的目的是练习如果通过u型管压力计的液柱高度差计算表压力。
1-3 用u型管测量容器中气体的压力。
在水银柱上加一段水图(1-12)，测得水柱度850mm，汞柱度520mm。
当时大气压力为755mmhg，问容器中气体的绝对压力为若干？[解] ：水柱高，汞柱高级大气压力之间之和即为容器中气体的绝对压力，但各种压力单位要经过换算。
p?ph2o?phg?b?850?9.806375?(520?955)?133.3224?178320pa?1.7832bar图1-121-4 用斜管式压力计测量锅炉管道中烟气的真空度。
管子的倾角??30?，压力计中使用密度为800kg/m3的煤油。
倾管中液柱长度为l=200mm。
当时大气压力b=745mmhg，问烟气的真空度为若干毫米汞柱？绝对压力为若干毫米汞柱？[解]： (1) 根据式(1-6)式有pv???g??lsin30??800?9.80665?0.2?0.5=784.5pa=80mmh2o(2) 根据(1-5)式有p?b?pv?745?784.5?750062?10?3?739.12mhg 图 1-13? 此题目的练习真空度，绝对压力，表压之间的关系及压力单位之间的换算关系。
1-5 气象报告中说，某高压中心气压是1025毫巴。
他相当于多少毫米汞柱？它比标准大气压高出多少毫巴？[解] ：p?1025mbar?1.025bar?1.025?750.062?768.81mmhg?p?p?p标准?768.81?760=8.81mmhg=8.81/0.750062=11.75mbar 或?p?p?p标准?1.025?1.01325?0.01175bar?11.75mbar? 此题目的练习压力单位换算1-6 有一容器，内装隔板，将容器分成a、b两部分 (图1-14)。
容器两部分中装有不同压力的气体，并在a的不同部位安装了两个刻度为不同压力单位的压力表。
已测得1、2两个压力表的表压依次为 9.82 at 和 4.24 atm。
当时大气压力为 745 mmhg。
试求a、b二部分中气体的绝对压力 (单位用mpa)。
[解]：pa?pb?pg1?745mmhg?133.3324?10?6mpa?9.82at?0.0098065m pa?0.0983mpa?0.963mpa?1.0623mpa?pa?pg2?pb?pb?pa?pg2?1.0623mpa?4.24atm?0.10325mp=0.6327mpa? 1-7 从工程单位制水蒸气热力性质表中查得水蒸汽在500力和比内能各为若干?[解]：在国际单位制中，这时水蒸汽的压力为： c,100at时的比容和比焓为：v=0.03347m3/kg, h=806.6kcal/kg。
在国际单位制中，这时水蒸汽的压p=100 9.80665 104=9806650pa=9.80665mpa由焓的表达式 h?u?apv得u?h?apvu?h?apv?806.6-100 104 0.03347/426.936=728.30kcal/kg=728.30?4.1868?3049.25kj/kg或u?h?pv?806.6?4.1868-980650?0.03347?10-3=3048.84kj/kg? 此题目的练习工程制与国际制的单位换算。
1-8 摄氏温标取水在标准大气压力下的冰点和沸点分别为0?c和100?c，而华氏温标则相应地取为32?f和212?f。
试导出华氏温度和摄氏温度之间的换算关系，并求出绝对零度(0k或-273.15?c)所对应的华氏温度。
[解]：设以tc表示摄氏温度，tf表示华氏温度。
根据摄氏和华氏两种温标的冰点和沸点的取法，可知两者温度之间存在着线性换算关系。
假设 tf?atc?b则对冰点可得： 32=0+b对沸点可得： 212=a?100+b所以： tf?9tc?32 55(tf?32) 99?当tc??273.15?c（即0 k）时，tf?(?273.15?32)??459.67f 5或tc?第二章热力学第一定律思考题1. 热量和热力学能有什么区别？有什么联系？答：热量和热力学能是有明显区别的两个概念：热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量，是与热力过程有关的过程量。
热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的；而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合，是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。
简言之，热量是热能的传输量，热力学能是能量？的储存量。
二者的联系可由热力学第一定律表达式 ?q?du?pdv 看出；热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。
2. 如果将能量方程写为?q?du?pdv或 ?q?dh?vdp那么它们的适用范围如何？答：二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。
因为 u?h?pv，du?d(h?pv)?dh?pdv?vdp 对闭口系将du代入第一式得 ?q?dh?pdv?vdp?pdv 即 ?q?dh?vdp。
（变大）很相3. 能量方程 ?q?du?pvd（变大）与焓的微分式dh?du?dpv??像，为什么热量 q不是状态参数，而焓 h 是状态参数？答：尽管能量方程 ?q?du?pdv 与焓的微分式 d（变大）似h?du?dpv??乎相象，但两者的数学本质不同，前者不是全微分的形式，而后者是全微分的形式。
是否状态参数的数学检验就是，看该参数的循环积分是否为零。
对焓的微分式来说，其循环积分：??dh???du???d(pv)因为??du?0，??d(pv)?0所以??dh?0，因此焓是状态参数。
而对于能量方程来说，其循环积分：???q???du???pdv虽然： ??du?0但是： ??pdv?0所以： ???q?0因此热量q不是状态参数。
4. 用隔板将绝热刚性容器分成a、b两部分（图2-13），a部分装有1 kg气体，b部分为高度真空。
将隔板抽去后，气体热力学能是否会发生变化？能不能用 ?q?du?pdv 来分析这一过程？答：这是一个有摩擦的自由膨胀过程，相应的第一定律表达式为?q?du?dw。
又因为容器为绝热、刚性，所以?q?0，?w?0，因而du?0，即u2?u1，所以气体的热力学能在在膨胀前后没有变化。
如果用 ?q?du?pdv 来分析这一过程，因为图 2-13，又因为是膨胀过程?q?0，必有du??pdvdv?0，所以du?0，即u2?u1这与前面的分析得出的u2?u1矛盾，得出这一错误结论的原因是自由膨胀是自由膨胀是一个非平衡过程，不能采用?q?du?pdv这个式子来进行分析，否则将要得到错误的结论。
5. 说明下列论断是否正确：(1) 气体吸热后一定膨胀，热力学能一定增加；(2) 气体膨胀时一定对外作功；(3) 气体压缩时一定消耗外功。
答：(1)不正确：由?q?du?pdv可知，当气体吸热全部变成对外作出的膨胀功时，热力学能就不增加，即当?q?pdv时，du?0；又当气体吸热全部用来增加其热力学能时，即当?q?du时，气体也不膨胀，因为此时，pdv?0，而p?0，所以dv?0。
(2)不正确：上题4就是气体膨胀而不对外做功的实例。
(3)正确：无摩擦时 ?w?pdv，p?0，压缩时dv?0，故?w?0消耗外功；有摩擦时，?w?pdv，p?0，压缩时dv?0，故?w?0消耗更多的外功。
所以无论有无摩擦，也不论是否吸热或放热，气体压缩时一定消耗外功的。
【篇二：华自强张忠进工程热力学课后完整答案第四版;】s=txt>习题提示与答案1-1 试确定表压力为0.1 kpa时u形管压力计中的液柱高度差。
(1)液体为水，其密度为1 000 kg/m3；(2)液体为酒精，其密度为789kg/m3。
提示：表压力数值等于u形管压力计显示的液柱高度的底截面处液体单位面积上的力，pe??h?g。