第6章 工业的出现与工业区位课后思考题解答

第6章 工业的出现与工业区位课后思考题解答
第6章 工业的出现与工业区位课后思考题解答

1、试述工业的发展和扩散过程。

工业革命的产生与初期发展:英国工业革命始于18世纪中期。1、首先出现的纺织工业:1733年,凯伊发明飞梭(织布)。1765年,哈格里夫斯发明“珍妮纺纱机”。1785年,卡特莱特发明水力织布机。以棉纺织业中纺和织的连锁反应使棉纺织业普及了机器生产,“珍妮纺纱机”成为工业革命开始的标志。2、动力方面:1702年,纽卡门发明第一台用于煤矿抽水的原始蒸汽机。1769年,瓦特发明单动式蒸汽机,1784年发明联动式蒸汽机。蒸汽机的优点:使厂房脱离地理条件的严格限制,蒸汽机提供的动力易于控制。蒸汽机用于纺织业,促进了其发展,纺织业的发展增加了对纺织机械的需求,刺激了钢铁业的发展。3、钢铁工业:1709年,达比发明焦炭铁,其子发明水力鼓风机。1760年,斯米顿改进鼓风技术。钢铁产量大幅增加。4、采煤工业:钢铁工业的发展带动了采煤工业的兴起。煤炭在诸多领域取代了煤炭。煤炭运输导致对机械工业与运输工业的需求。5、运输业:18世纪末19世纪初英国掀起建设运河的高潮。陆路方面1750年发现修硬质路面的办法,道路可全年通行。1812年铁路机车采用有轮边车轮的办法。1821年,史蒂芬孙的蒸汽机车第一条铁路建成,后来逐渐掀起英国国内建设铁路的高潮。第一艘商用汽船由美国罗伯特·富尔顿建造,1833年,横越大西洋的航运开始使用汽船,海上帆船时代结束。6、机械工业:蒸汽机制造的不断革新,应用领域的不断扩展。7、化学工业:由纺织业最先带动,以化纤为原料的纺织厂选址常接近化工厂。8、食品工业:化工的发展又带动食品工业的发展,法国与1810年发明沸水灭菌法,1839年又发明马口铁罐头保存食物。后来又有氯化钙、沸水灭菌。这些都都带动了食品工业的发展。

工业生产的继续发展:19世纪中叶到20世纪初期,工业生产出现了第二次革命。动力方面:发电机和内燃机的发明。运输业:汽车、飞机等的发明。通信产业:电力与电磁感应定律的发现,电报、电话、广播的相继发明。钢铁工业和化学工业的新发展:转炉和平炉等新炼钢法的相继应用、合金钢的研制,石油燃料的提炼、人工合成化学制品的出现和应用。

工业生产的扩散:

1、向欧洲大陆的扩散:在欧洲大陆首先接受英国工业生产的是比利时。德国在国家统一后加快工业化步伐,一战前夕已经是欧洲大陆第一。19世纪中期以后,工业革命才在荷兰、意大利、俄国、瑞典等主要国家开始。

2、向北美的扩散:主要是美国,其工业化稍晚于西欧,但是,其发展速度快。

3、向其他地区的扩散:直到19世纪末与20世纪初,工业生产才扩散到东欧、日本、加拿大、新西兰等国家和地区。二战后,工业生产又开始向亚、非、拉第三世界国家和地区扩散。

2、简述世界上主要工业地带的分布情况。

(一)北美工业带(位于美国东北部和加拿大东南部)

1.新英格兰区(最古老、中心是波士顿为美国东北的硅谷)

2.中大西洋工业区(出版业最集中的地方、中心是纽约)

3.摩霍克河谷区(廉价电力促进炼铝业发展)

4.匹兹堡—伊利湖南岸区(最古老钢铁工业区)

5.大湖西岸工业区(运输网络中心)

6.圣劳伦斯河谷—安大略工业区(以汽车装配闻名)

7.东南工业区

8.海湾工业区(位于墨西哥湾北岸,以新奥尔良、休斯顿为中心)

9.佛罗里达中部工业区

10.西海岸工业区(以洛杉矶和圣迭戈为中心)

(二)欧洲工业带(主要集中于西欧)

1.英国工业区(英格兰的中部、北部以及苏格兰的南部,生产场所集中在西海岸现向东南沿海转移)

2.莱茵—鲁尔工业区(鲁尔区,鹿特丹世界最大港口,煤铁资源丰富)

3.莱茵中部工业区(欧洲第二工业区,法兰克福是地理中心)

4.意大利北部工业区(“热香蕉”地带)

(三)俄罗斯与乌克兰工业带

1.中央工业区(俄罗斯首都及其附近地区)

2.伏尔加工业区(位于伏尔加河、卡马河沿岸,廉价水电供应、丰富油气田)

3.乌克兰工业区(位于顿涅茨煤田区,以钢铁为主的综合性工业区)

4.乌拉尔工业区(世界上矿种最丰富、最集中的地区)

5.库兹涅茨克工业区(位于西伯利亚,铁矿煤田区,工业集中于新西伯利亚城)

(四)日本工业带(出口导向,工业布局面向太平洋)

1.京滨工业区(东京及东京湾地区,鹿岛是工业最集中区)

2.阪神工业区(日本最大贸易港—大阪大阪、神户)

3.中京工业区(以名古屋港口为依托)

4.北九州工业区(原是钢铁与军火工业基地,现为综合性工业区)

(五)其他国家的工业区

1.拉美工业区(巴西东南沿海、阿根廷东部、委内瑞拉西北部、墨西哥中部)

2.亚洲工业区(四小龙、中国大陆、印度、西亚)

3.非洲工业区(埃及、尼日尼亚、肯尼亚、南非)

4.澳大利亚与新西兰工业区(采矿业)

3、工业的发展对其他产业有什么意义。

(一)第三产业与工业

第三产业随着第二产业的制造业而发展起来的,是为了生产活动的持续进行。第三产业的空间分布与第一二产业的空间格局有紧密联系。商业、商品交换等参与产品流通、分配、交换的各环节,成为生产者和消费者之间的媒介,推动了第二产业生产活动的顺利进行。第三产业部门都是为了保证第二产业生产和在生产活动持续进行而各自运转。

(二)第四产业与工业

第四产业即信息产业既是社会生产力发展的结果,反过来也推动了社会生产力的发展。(三)第五产业与工业

以精神文化生产方式满足人们精神文化需求的文化产业。文化产业的兴起是产业下游化的产物。

4、结合实例分析影响工业分布的因素。

影响工业分布的因素(在诸因素中重点考虑限制性条件)

1.自然条件:

地形条件:厂址的选择,较大面积平坦地形区利于安排生产活动。防御自然灾害,香港、日本劈山、填海造陆。

气候条件:棉纱厂需要车间的湿度

水文条件:供水排水问题

2.资源条件(限制性条件):加工后体积与重量大大减少而价格又低廉的原料:日本企业临海型利于进口原材料

加工后成品体积增大又不便运输的原料:瓶装物品就地销售

消耗能量多的工业:连铝厂靠近水电站

需新鲜原料的工业:牛奶加工冷藏技术的应用

3.能源条件:

能源类型:水电、火电、核电

能源输送:西气东输使东部方便的使用能源发展耗能工业

能源成本:核电的运营成本远高于火电

4.市场条件(限制性条件):成品体积增大的工业:塑料工业

产品要保鲜的工业:食品工业

对不生产主机只生产配件,或使用其他企业的副产品做原料的工厂,受主机厂与提供副产品做原料的工厂所在地的限制,如钢铁联合企业。

市场对港口城市的影响比较明显,如日本的临海型工业。

5.劳动力条件:

劳动力数量、劳动力价格、劳动力素质:劳动密集型、技术密集型的不同区位选择,发展中国家出现的外商投资,生产出口产品的劳动密集型企业

6.工业发展的环境条件:

三废排放、温室效应:各国关注减小工业发展、工业区位选择对不同范围环境的影响

7.区域协作和全球一体化:

沿海是跨区域协作的理想区位:北欧国家加入世贸后,工业布局向沿海转移

5、韦伯工业区位理论与克里斯泰勒工业区位理论有什么异同。

同:都涉及了工业区位理论的研究。

异:1、克氏的中心地理论以韦氏区位论的静态局部均衡理论为基础,韦氏从简单假设开始,假定一些相同的条件。

2、克氏将地理学的地域性与综合性特点同区位论相结合,形成较完善的市场区位论。韦氏抽象分析生产分配过程以推导出纯区位规则。

3、克氏理论对某些工业部门布局有指导意义。韦氏理论由于诸多缺陷,只对单个生产企业的区位布局做出分析。

6、分析当前全球经济空间格局及其发展趋势。

当前全球经济空间格局

一、1.劳动时间缩短和劳动强度缩小,由体力劳动向脑力劳动转化。

2.生活水平空前提高,表现在饮食、居住、服装等方面。

3.文化娱乐活动越来越丰富,表现在影视、旅行、交友、服务等。

4.人口寿命不断延长,表现在医疗、防疫、卫生、养老等方面。

5.交通向快速、舒适、安全发展,道路的变化、工具的变化。

6.通讯设备更新换代十分频繁。

7.享受教育的程度和普及率。

二、1.工业产品需求萎缩(P187)

原因:

(1)发达国家人口增长缓慢,如英国。

(2)产品质量的提高导致需求下降,如家电。

(3)技术提高导致需求下降,如汽车工业所需钢材量在减少。

后果:产品积压、经济滑坡、就业困难

对策:刺激消费、加速更新换代、新产品开发

2.工业生产力过剩

原因:工业的发展,生产规模扩大。生产竞争,生产力过剩。

1、行业发展不平衡的产物。

2、新产品开发与老产品生产之间不平衡的产物。

3、生产与消费的发展不平衡的产物。

后果:1.恶性竞争。2.产品销售困难。3.企业亏损以致破产。

3.发达国家遇到的问题

问题:技术先进、资金充足、管理经济丰富、生产力强大、市场竞争激烈

对策:组建经济集团、减小贸易障碍

4.发展中国家遇到的问题

问题:发展中国家的优势往往在于资源与劳动力,而短于机器、资金、技术、基础设施与管理经验。

对策:引进外资、扩大出口商品生产、加强基础设施建设、发展劳动密集型产业

我国当前的工业化问题及对策:资金问题、技术问题、环境问题。

发展趋势:

当经济发展、人均国民收入水平提高以及技术水平的提高,国家和地区的产业结构将发生升级,其表现为劳动力在第一、二、三产业之间发生转移,即由第一次产业向第二次产业、再由第二次产业向第三次产业转移的趋势。三个产业的比重也在发生变化,即由一次产业为主,转为二次产业为主,进而转为三次产业为主。因此可以看到,在发达国家传统工业部门的地位降低,第三产业和新兴产业成为经济支柱,在广大发展中国家,实现工业化过程中也把新兴产业作为发展趋势和重点。

(1)经济全球化是大势所趋

世界经济的发展趋势看,经济呈全球化趋势不可逆转。经济全球化指世界各国、地区通过密切的经济交往和经济协调,在经济上相互联系和依存、相互渗透和扩张、相互竞争和制约已发展到了很高的程度,形成了世界经济从资源配置、生产到流通和消费的多层次和多形式的交织和融合,使全球经济形成一个不可分割的有机整体。这种经济发展态势、发展进程、发展趋势、称之为经济全球化。经济全球化发展趋势的一个标志是WTO的建立。WTO的规则和制度得到了世界上绝大多数国家的认可,成为全球经济运行的统一制度和规则。随着WTO规则的完善和成员国、地区的增多,将大大促进国际贸易的发展,一国将很难独立于世界体系之外。特别是随着科学技术尤其信息技术的发展,降低了通讯、运输的价格,使管理成本下降,也使零部件生产的可分性越来越大,使经济全球化不仅在规则上有可能,在技术上也成为可能。另外,目前全世界有4万多个大跨国公司进行全球的生产和全球化的经营,由于跨国公司在不同行业的领头作用,它的作用越来越大,而它的发展使各个国家之间在生产和经营方面都紧密联系在一起。可以说,跨国公司实际上成了经济全球化的主要演员、执行者、操作者。

(2)新经济成为世界经济发展的方向

新经济是以知识和思想为基础的经济。在这一经济中,创造就业和提高生活水平的关键是体现在服务和制造业产品的创新思想和技术。实际上,新经济是新兴的信息经济对传统的农业经济和工业经济的一场革命,是一种迥然不同于工业文明的新生产力的出现。这场经济革命的生产力基础,正是网络化的计算机技术,或者说是以网络化计算机技术为代表的信息生产力。美国经济之所以能够保持强劲增长势头并独领风骚,不能不说是由于其走在了世界

经济发展的前沿,代表了世界经济未来发展的方向。

在21世纪,网络技术和生物技术的开发和广泛运用为人类展现了更加光明的前景,其中一个重要原因就是除了有形资产、资源之外,人类还形成积累了丰富的知识资产,这就使得人类可以支配的资源在量和质上都有了提高,因而可以对经济增长形成新的动力。以人为本、知识为本、大力发展新经济,摆脱或者一定程度上减弱传统意义上资源对经济增长的约束,将成为未来世界经济发展的主流,并逐渐将成为主导力量

(3)世界产业结构面临大调整

20世纪80年代中期以来,美国率先开始的经济结构大调整,已波及世界各国,其特征是,在资本和技术仍是推动世界经济结构调整的重要因素的同时,信息产业突飞猛进,知识经济发展迅速,服务业正成为社会就业的主要渠道。由于各国发展水平和历史文化传统的差异,世界经济结构调整的表现形式是多样的;发达国家表现为“强强联合下的你中有我,我中有你”,广大发展中国家则趋向“优势互补、平等互利”,它们都以“国际关系变更下的国际分工和国际市场划分”为基础。这种调整格局与经济全球化既有相互统一的一面,也有互相对立的一面。国际市场的合作与竞争不再仅仅限于传统的贸易领域,而迅速扩大到金融服务、知识产权、政府采购、纠纷仲裁、资本流动、劳工流动、文化产品等领域。世界各国在经济结构调整中,都将加强服务业的发展,产业结构向服务业延伸的趋势愈益明显。其中,欧美各国在世界经济结构调整中仍占主导地位,同时,发展中国家愈益重视利用高新技术改造传统产业,积极发展新兴产业,促进产业结构调整和升级。最近几年,传统产业——汽车工业在美国GDP份额中只占4%,表明发达国家虽然在一段时间内仍会保留汽车、机械、家电等传统产品的生产,但全球范围内产业的垂直转移将加快。发达国家将继续把劳动密集型和部分资本密集型产业向发展中国家转移,腾出资金和物力开发高新技术产品。例如日本计划用20年时间淘汰大约60%的传统产业和产品,美国、英国、德国相继研制出具有21世纪水平的汽车、航空和电子技术产品,正加紧向包括中国在内的亚洲和其它地区转上被替代产品。发达国家的结构调整,特别是从传统制造业向新兴产业的转变,从以制造业为主向以服务业为主的演变以及跨国公司向海外投资的扩大,将加快国际间的产业转移与技术转移,发展中国家在利用新技术传统产业的过程中将面临一次历史性的机遇。

工程热力学沈维道课后思考题标准答案

第一章基本概念与定义 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。

工程热力学第四版课后思考题答案

1.闭口系与外界无物质交换,系统内质量保持恒定,那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 不一定,稳定流动系统内质量也保持恒定。 2.有人认为开口系统内系统与外界有物质交换,而物质又与能量不可分割,所以开口系统不可能是绝热系。对不对,为什么?不对,绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递(传热量),随物质进出的热能(准确地说是热力学能)不在其中。 3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系?平衡状态一定是稳定状态,稳定状态则不一定是平衡状态。 4.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?绝对压力计算公式 p =pb +p g (p > p b), p = p b -pv (p < p b ) 中,当地大气压是否必定是环境大气 压? 当地大气压p b 改变,压力表读数 就会改变。当地大气压 pb 不一定是环境大气压。 5.温度计测温的基本原理是什么? 6.经验温标的缺点是什么?为什么? 不同测温物质的测温结果有较大的误差,因为测温结果 依赖于测温物质的性质。 7.促使系统状态变化的原因是什么? 举例说明。 有势差(温度差、压力差、浓度差、电位差等等)存在。 8.分别以图1-20所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水和正在运行的电视机为研究对象,说明这些是什么系统。 参加公路自行车赛的运动员是开口系统、运动手枪中的压缩空气是闭口绝热系统、杯子里的热水是开口系统(闭口系统——忽略蒸发时)、正在运行的电视机是闭口系统。 9.家用电热水器是利用电加热水的家用设备,通常其表面散热可忽略。取正在使用的家用电热水器为控制体(但不包括电加热器),这是什么系统?把电加热器包括在研究对象内,这是什么系统?什么情况下能构成孤立系统? 不包括电加热器为开口(不绝热)系统(a 图)。包括电加热器则为开口绝热系统(b 图)。 将能量传递和质量传递(冷水源、热水汇、热源、电源等)全部包括在内,构成孤立系统。或者说,孤立系统把所有发生相互作用的部分均包括在内。 4题图 9题图

工程热力学第四版课后思考题答案

1.闭口系与外界无物质交换,系统内质量保持恒定,那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 不一定,稳定流动系统内质量也保持恒定。 2.有人认为开口系统内系统与外界有物质交换,而物质又与能量不可分割,所以开口系统不可能是绝热系。对不对,为什么?不对,绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递(传热量),随物质进出的热能(准确地说是热力学能)不在其中。 3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系?平衡状态一定是稳定状态,稳定状态则不一定是平衡状态。 4.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?绝对压力计算公式 p =p b +p g (p > p b ), p = p b -p v (p < p b ) 中,当地大气压是否必定是环境大气 压? 当地大气压p b 改变,压力表读数就会改变。当地大气压 p b 不一定是环境大气压。 5.温度计测温的基本原理是什么? 6.经验温标的缺点是什么?为什么? 不同测温物质的测温结果有较大的误差,因为测温结果 依赖于测温物质的性质。 7.促使系统状态变化的原因是什么? 举例说明。 有势差(温度差、压力差、浓度差、电位差等等)存在。 8.分别以图1-20所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水和正在运行的电视机为研究对象,说明这些是什么系统。 参加公路自行车赛的运动员是开口系统、运动手枪中的压缩空气是闭口绝热系统、杯子里的热水是开口系统(闭口系统——忽略蒸发时)、正在运行的电视机是闭口系统。 9.家用电热水器是利用电加热水的家用设备,通常其表面散热可忽略。取正在使用的家用电热水器为控制体(但不包括电加热器),这是什么系统?把电加热器包括在研究对象内,这是什么系统?什么情况下能构成孤立系统? 不包括电加热器为开口(不绝热)系统(a 图)。包括电加热器则为开口绝热系统(b 图)。 将能量传递和质量传递(冷水源、热水汇、热源、电源等)全部包括在内,构成孤立系统。或者说,孤立系统把所有发生相互作用的部分均包括在内。 4题图 9题图

工程热力学思考题答案,第三章

第三章 理想气体的性质 1.怎样正确看待“理想气体”这个概念?在进行实际计算是如何决定是否可采用理想气体的一些公式? 答:理想气体:分子为不占体积的弹性质点,除碰撞外分子间无作用力。理想气体是实际气体在低压高温时的抽象,是一种实际并不存在的假想气体。 判断所使用气体是否为理想气体(1)依据气体所处的状态(如:气体的密度是否足够小)估计作为理想气体处理时可能引起的误差;(2)应考虑计算所要求的精度。若为理想气体则可使用理想气体的公式。 2.气体的摩尔体积是否因气体的种类而异?是否因所处状态不同而异?任何气体在任意状态下摩尔体积是否都是 0.022414m 3 /mol? 答:气体的摩尔体积在同温同压下的情况下不会因气体的种类而异;但因所处状态不同而变化。只有在标准状态下摩尔体积为 0.022414m 3 /mol 3.摩尔气体常数 R 值是否随气体的种类不同或状态不同而异? 答:摩尔气体常数不因气体的种类及状态的不同而变化。 4.如果某种工质的状态方程式为pv =R g T ,那么这种工质的比热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数吗? 答:一种气体满足理想气体状态方程则为理想气体,那么其比热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数。 5.对于一种确定的理想气体,()p v C C 是否等于定值?p v C C 是否为定

值?在不同温度下()p v C C -、p v C C 是否总是同一定值? 答:对于确定的理想气体在同一温度下()p v C C -为定值, p v C C 为定值。在不同温度下()p v C C -为定值,p v C C 不是定值。 6.麦耶公式p v g C C R -=是否适用于理想气体混合物?是否适用于实际 气体? 答:迈耶公式的推导用到理想气体方程,因此适用于理想气体混合物不适合实际气体。 7.气体有两个独立的参数,u(或 h)可以表示为 p 和 v 的函数,即(,)u u f p v =。但又曾得出结论,理想气体的热力学能、焓、熵只取决于温度,这两点是否矛盾?为什么? 答:不矛盾。实际气体有两个独立的参数。理想气体忽略了分子间的作用力,所以只取决于温度。 8.为什么工质的热力学能、焓、熵为零的基准可以任选?理想气体的热力学能或焓的参照状态通常选定哪个或哪些个状态参数值?对理想气体的熵又如何? 答:在工程热力学里需要的是过程中热力学能、焓、熵的变化量。热力学能、焓、熵都只是温度的单值函数,变化量的计算与基准的选取无关。热力学能或焓的参照状态通常取 0K 或 0℃时焓时为0,热力学能值为 0。熵的基准状态取p 0=101325Pa 、T 0=0K 熵值为 0 。 9.气体热力性质表中的h 、u 及s 0的基准是什么状态? 答:气体热力性质表中的h 、u 及s 0的基准是什么状态00(,)T P 00T K =

工程热力学思考题答案,第八章

第八章压气机的热力过程 1、利用人力打气筒为车胎打气时用湿布包裹气筒的下部,会发现打气时轻松了一点,工程上压气机缸常以水冷却或气缸上有肋片,为什么? 答:因为气体在压缩时,以等温压缩最有利,其所消耗的功最小,而在人力打气时用湿布包裹气筒的下部或者在压气机的气缸用水冷却,都可以使压缩过程尽可能的靠近等温过程,从而使压缩的耗功减小。 2、既然余隙容积具有不利影响,是否可能完全消除它? 答:对于活塞式压气机来说,由于制造公差、金属材料的热膨胀及安装进排气阀等零件的需要,在所难免的会在压缩机中留有空隙,所以对于此类压缩机余隙容积是不可避免的,但是对于叶轮式压气机来说,由于它是连续的吸气排气,没有进行往复的压缩,所以它可以完全排除余隙容积的影响。 3、如果由于应用气缸冷却水套以及其他冷却方法,气体在压气机气缸中已经能够按定温过程进行压缩,这时是否还需要采用分级压缩?为什么? 答:我们采用分级压缩的目的是为了减小压缩过程中余隙容积的影响,即使实现了定温过程余隙容积的影响仍然存在,所以我们仍然需要分级压缩。 4、压气机按定温压缩时,气体对外放出热量,而按绝热压缩时不向外放热,为什么定温压缩反较绝热压缩更为经济? 答:绝热压缩时压气机不向外放热,热量完全转化为工质的内能,使

工质的温度升高,压力升高,不利于进一步压缩,且容易对压气机造成损伤,耗功大。等温压缩压气机向外放热,工质的温度不变,相比于绝热压缩气体压力较低,有利于进一步压缩耗功小,所以等温压缩更为经济。 5、压气机所需要的功可从第一定律能量方程式导出,试导出定温、多变、绝热压缩压气机所需要的功,并用T-S 图上面积表示其值。 答:由于压缩气体的生产过程包括气体的流入、压缩和输出,所以压气机耗功应以技术功计,一般用w c 表示,则w c = -w t 由第一定律:q=△h+w t , 定温过程:由于T 不变,所以△h 等于零,既q=w t ,q=T △s ,2 1ln p p R s g =?,则有 12ln p p T R w g c = 多变过程:w c = -w t =△h-q ()???? ??????-???? ??---=???? ??----=---=-111111111112112112n n g g V P P T R n n T T T R n n T T c n n q κκκκκ ()???? ??????-???? ??-=???? ??--=-=?-1111112112112n n g g p p p T R T T T R T T c h κκκκ 所以???? ??????-???? ??-=-111121n n g c p p T R n n w 绝热过程:即q=0,所以

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P b 应是“当地环境介质”的压 ) ( )( b v b b e b P P P P P P P P P P <-=>+=;

工程热力学-沈维道课后思考题答案

第一章基本概念与定义 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。

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e i r e 第四章 气体和蒸汽的基本热力过程 4.1试以理想气体的定温过程为例,归纳气体的热力过程要解决的问题及使用 方法解决。 答:主要解决的问题及方法: (1)根据过程特点(及状态方程)——确定过程方程(2)根据过程方程——确定始、终状态参数之间的关系 (3)由热力学的一些基本定律——计算,,,,,t q w w u h s ???(4)分析能量转换关系(P—V 图及T—S 图)(根据需要可以定性也可以定量) 例:1)过程方程式: =常数 (特征) =常数 (方程) T PV 2)始、终状态参数之间的关系: =12p p 2 1 v v 3)计算各量:=0 、 =0 、==u ?h ?s ?21p RIn p -21 v RIn v 2211 v v dv w pdv pv pvIn RTIn v v v ====?? 2 1 t v w w RTIn v ==2 1 t v q w w RTIn v ===4) P ?V 图,T ? S 图上工质状态参数的变化规律及能量转换情况

A t h 4.2 对于理想气体的任何一种过程,下列两组公式是否都适用? 21212121(),();(),()v p v p u c t t h c t t q u c t t q h c t t ?=-?=-=?=-=?=-答:不是都适用。第一组公式适用于任何一种过程。第二组公式 适于定容过程, 适用于定压过程。 21()v q u c t t =?=-21()p q h c t t =?=-4.3在定容过程和定压过程中,气体的热量可根据过程中气体的比热容乘以温差来计算。定温过程气体的温度不变,在定温过程中是否需对气体加入热量?如果加入的话应如何计算? 答:定温过程对气体应加入的热量 2211 v v dv w pdv pv pvIn RTIn v v v ====??21 t v w w RTIn v ==21 t v q w w RTIn v ===4.4 过程热量 和过程功都是过程量,都和过程的途径有关。由理想气体 q w 可逆定温过程热量公式可知,故只要状态参数、和确定了, 2 111 v q p v In v =1p 1v 2v 的数值也确定了,是否 与途径无关? q q 答:对于一个定温过程,过程途径就已经确定了。所以说理想气体可逆过程 q

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第四章思考题 4-1 容器被闸板分割为A、B两部分。A中气体参数为P A、T A,B为真空。现将隔板抽去,气体作绝热自由膨胀,终压将为P2,试问终了温 度T2是否可用下式计算?为什么? 1 2 2 () k k A A p T T p -= 答:气体作绝热自由膨胀是不可逆绝热过程,因此终了温度T2不可用上式计算。 4-2 今有任意两过程a-b,b-c,b、c两点在同一定熵线上,如图所示。试问:Δuab、Δuac哪个大?再设b、c 两点在同一条定温线上,结果又如何? 答:由题可知,因b、c两点在同一定熵 线上T b>T c, ub>uc. Δuab>Δuac。若b、 c两点在同一条定温线上,T b=T c, ub=u c. Δuab=Δuac。 4-3将满足下列要求的多变过程表示在p-v图和T-s图上(工质为空气)。

(1)工质又升压、又升温、又放热;(2)工质又膨胀、又降温、又放热; (3)n=1.6的膨胀过程,判 断q,w,Δu的正负; 答:n=1.6的压缩过程在p-v 图和T-s图上表示为1→2 过程。在此过程中q>0, w<0,Δu>0 (4)n=1.3的压缩过程,判断q,w,Δu的正负。

答:n=1.3的压缩过程在p-v图和T-s图上表示为1→2过程。在此过程中q<0,w<0,Δu>0 4-4将p-v图表示的循环,如图所示,表示在T-s图上。图中:2-3,5-1,为定容过程;1-2,4-5为定熵过程;3-4为定压过程。 答:T-s图如图 所示

4-5 以空气为工质进行的某过程中,加热量的一半转变为功,试问过程的多变指数n 为多少?试在p-v 图和T-s 图上画出该过程的大概位置(比热容比可视为定值)。 答:多变过程中,遵循热力学第一定律q u w =?+,由题可知12q u =?,由于v 21()1n -k q c T T n =--,所以() v 21v 21()()21n -k c T T c T T n -=--即: () 121n -k n =-,0.6n = 4-6如果采用了有效的冷却方法后,使气体在压气机汽缸中实现了定温压缩,这时是否还需要采用多级压缩?为什么?(6分) 答:还需要采用多级压缩,由余隙效率可知, 12111n v p c p λ??????=-- ????????? ,余隙使一部分气缸容积不能被有效利用,压力比越大越不利。因此,当需要获得较高压力时,必须采用多级压缩。

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第二章热力学第一定律 1.热力学能就是热量吗? 答:不是,热是能量的一种,而热力学能包括内位能,内动能,化学能,原子能,电磁能,热力学能是状态参数,与过程无关,热与过程有关。 2.若在研究飞机发动机中工质的能量转换规律时把参考坐标建在飞 机上,工质的总能中是否包括外部储能?在以氢氧为燃料的电池系统中系统的热力学能是否包括氢氧的化学能? 答:不包括,相对飞机坐标系,外部储能为0; 以氢氧为燃料的电池系统的热力学能要包括化学能,因为系统中有化学反应 3.能否由基本能量方程得出功、热量和热力学能是相同性质的参数 结论? 答:不会,Q U W ?为热力学能的差值,非热力学能,热=?+可知,公式中的U 力学能为状态参数,与过程无关。 4.刚性绝热容器中间用隔板分为两部分,A 中存有高压空气,B 中保持真空,如图2-1 所示。若将隔板抽去,分析容器中空气的热力学能如何变化?若隔板上有一小孔,气体泄漏入 B 中,分析A、B 两部分压力相同时A、B 两部分气体的热力学能如何变化? 答:将隔板抽去,根据热力学第一定律q u w w=所以容 =?+其中0 q=0 器中空气的热力学能不变。若有一小孔,以B 为热力系进行分析

2 1 2 2 222111()()22f f cv j C C Q dE h gz m h gz m W δδδδ=+++-+++ 只有流体的流入没有流出,0,0j Q W δδ==忽略动能、势能c v l l d E h m δ=l l dU h m δ=l l U h m δ?=。B 部分气体的热力学能增量为U ? ,A 部分气体的热力学能减少量为U ? 5.热力学第一定律能量方程式是否可以写成下列两种形式: 212121()()q q u u w w -=-+-,q u w =?+的形式,为什么? 答:热力学第一定律能量方程式不可以写成题中所述的形式。对于 q u w =?+只有在特殊情况下,功w 可以写成pv 。热力学第一定律是一个针对任何情况的定律,不具有w =pv 这样一个必需条件。对于公式212121()()q q u u w w -=-+-,功和热量不是状态参数所以不能写成该式的形式。 6.热力学第一定律解析式有时写成下列两种形式: q u w =?+ 2 1 q u pdV =?+? 分别讨论上述两式的适用范围. 答: q u w =?+适用于任何过程,任何工质。 2 1 q u pdV =?+? 可逆过程,任何工质 7.为什么推动功出现在开口系能量方程式中,而不出现在闭口系能量

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1.闭口系与外界无物质交换,系统内质量保持恒定,那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗 不一定,稳定流动系统内质量也保持恒定。 2.有人认为开口系统内系统与外界有物质交换,而物质又与能量不可分割,所以开口系统不可能是绝热系。对不对,为什么 不对,绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递(传热量),随物质进出的热能(准确地说是热力学能)不在其中。 3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系 平衡状态一定是稳定状态,稳定状态则不一定是平衡状态。 4.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绝对压力计算公式 p=p b+p g (p> p b), p= p b -p v (p< p b) 中,当地大气压是否必定是环境大气压Array当地大气压p b改变,压力表读数就会改变。当地大气压p b不一定是环境大气压。 5.温度计测温的基本原理是什么 热力学第零定律 The zeroth law of thermodynamics enables us to measure temperature. In order to measure temperature of body A, we compare body C — a thermometer — with body A and 4题图 temperature scales (温度的标尺,简称温标) separately. When they are in thermal equilibrium, they have the same temperature. Then we can know the temperature of body A with temperature scale marked on thermometer. 6.经验温标的缺点是什么为什么 不同测温物质的测温结果有较大的误差,因为测温结果依赖于测温物质的性质。 7.促使系统状态变化的原因是什么举例说明。 有势差(温度差、压力差、浓度差、电位差等等)存在。 8.分别以图1-20所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水和正在运行的电视机为研究对象,说明这些是什么系统。 参加公路自行车赛的运动员是开口系统、运动手枪中的压缩空气是闭口绝热系统、杯子里的热水是开 口系统(闭口系统——忽略蒸发时)、正在运行的电视机是闭口系统。 9.家用电热水器是利用电加热水的家用设备,通常其表面散热可忽略。取正在使用的家用电热水器为控制体(但不包括电加热器),这是什么系统把电加热器包括在研究对象内,这是什么系统什么情况下能构 9题图

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第十一章制冷循环 1.家用冰箱的使用说明书上指出,冰箱应放置在通风处,并距墙壁适当距离,以及不要把冰箱温度设置过低,为什么 答:为了维持冰箱的低温,需要将热量不断地传输到高温热源(环境大气),如果冰箱传输到环境大气中的热量不能及时散去,会使高温热源温度升高,从而使制冷系数降低,所以为了维持较低的稳定的高温热源温度,应将冰箱放置在通风处,并距墙壁适当距离。 在一定环境温度下,冷库温度愈低,制冷系数愈小,因此为取得良好的经济效益,没有必要把冷库的温度定的超乎需要的低。 2.为什么压缩空气制冷循环不采用逆向卡诺循环 答:由于空气定温加热和定温放热不易实现,故不能按逆向卡诺循环运行。在压缩空气制冷循环中,用两个定压过程来代替逆向卡诺循环的两个定温过程。 3.压缩蒸气制冷循环采用节流阀来代替膨胀机,压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法为什么 答:压缩空气制冷循环不能采用节流阀来代替膨胀机。工质在节流阀中的过程是不可逆绝热过程,不可逆绝热节流熵增大,所以不但减少了制冷量也损失了可逆绝热膨胀可以带来的功量。而压缩蒸气制冷循环在膨胀过程中,因为工质的干度很小,所以能得到的膨胀功也极小。而增加一台膨胀机,既增加了系统的投资,又降低了系统工作的可靠性。因此,为了装置的简化及运行的可靠性等实际原因采用节流阀作绝热节流。

4.压缩空气制冷循环的制冷系数、循环压缩比、循环制冷量三者之间的关系如何 答: 压缩空气制冷循环的制冷系数为:()() 14 2314-----o o net k o q q h h w q q h h h h ε= == 空气视为理想气体,且比热容为定值,则:()() 14 2314T T T T T T ε-= --- 循环压缩比为:2 1 p p π= 过程1-2和3-4都是定熵过程,因而有:1 3 22114 k k T T P T P T -??== ??? 代入制冷系数表达式可得:11 1 k k επ -= - 由此式可知,制冷系数与增压比有关。循环压缩比愈小,制冷系数愈大,但是循环压缩比减小会导致膨胀温差变小从而使循环制冷量减小,如图(b )中循环1-7-8-9-1的循环压缩比较循环1-2-3-4-1的小,其制冷量 (面 T s O 4′ 9′ 1′ O v (a (b ) 压缩空气制冷循环状态参数

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第七章 气体与蒸汽的流动 对改变气流速度起主要作用的是通道的形状还是气流本身的状态变化 答:改变气流速度主要是气流本身状态变化,主要是压力变化直接导致流速的变化。 如何用连续性方程解释日常生活的经验:水的流通截面积增大,流速就降低 答:日常生活中水的流动一般都为稳定流动情况11221212f f m m m Ac A c q q q v v === =,对于不可 压缩流体水1v =2v ,故有流速和流通截面积成反比关系。 在高空飞行可达到高超音速的飞机在海平面上是否能达到相同的高马赫数 答:不能,因为速度和压比有个反比关系,当压比越大最大速度越小,高空时压比小,可 以达到高马赫数,海平面时压比增大,最大速度降低无法达到一样的高马赫数。 当气流速度分别为亚声速和超声速时,下列形状的管道(图7-16)宜于作喷管还是宜于作扩压管 答:气流速度为亚声速时图7-16中的1 图宜于作喷管,2 图宜于作扩压管,3 图宜于作喷 管。当声速达到超声速时时1 图宜于作扩压管,2 图宜于作喷管,3 图宜于作扩压管。4 图不改变声速也不改变压强。

当有摩擦损耗时,喷管的流出速度同样可用 c= 2 f 相同,那么摩擦损耗表现在哪里呢 答:摩擦损耗包含在流体出口的焓值里。摩擦引起出口速度变小,出口动能的减小引起出口焓值的增大。 考虑摩擦损耗时,为什么修正出口截面上速度后还要修正温度 答:因为摩擦而损耗的动能被气流所吸收,故需修正温度。 考虑喷管内流动的摩擦损耗时,动能损失是不是就是流动不可逆损失为什么 答:不是。因为其中不可逆还包括部分动能因摩擦损耗转化成热能,而热能又被气流所吸收,所造成的不可逆。 在图7-17 中图(a)为渐缩喷管,图(b)为缩放喷管。设两喷管的工作背压均为,进口 c可忽略不计。1)若两喷管的最小截面面积相等,问两截面压力均为1 MPa,进口流速 1f 喷管的流量、出口截面流速和压力是否相同2) 假如沿截面2’-2’切去一段,将产生哪些后果出口截面上的压力、流速和流量起什么变化 答:1)若两喷管的最小截面面积相等,两喷管的流量相等,渐缩喷管出口截面流速小于缩放喷管出口截面流速,渐缩喷管出口截面压力大于缩放喷管出口截面压力。 2) 若截取一段,渐缩喷管最小截面面积大于缩放喷管最小截面面积,则渐缩喷管的流 量小于缩放喷管的流量,渐缩喷管出口截面流速小于缩放喷管出口截面流速,渐缩喷管出口截面压力大于缩放喷管出口截面压力。

工程热力学思考题及答案

工程热力学思考题及答案 第一章基本概念 1.闭口系与外界无物质交换,系统内质量保持恒定,那么系统内质量保持恒定 的热力系一定是闭口系统吗? 答:不一定。稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。 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, 所以开口系统不可能是绝热系。对不对,为什么? 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的交换就是绝热系。 3.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: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,这是它们的本质区别。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.假如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?绝对压力计算公式p = p b+p e(p >p b),p v=p b?p (p b

热力学课后习题01答案

第1章 基本概念 1-1 为了环保,燃煤电站锅炉通常采用负压运行方式。现采用如图1-16所示的斜管式微压计来测量炉膛内烟气的真空度,已知斜管倾角α=30o,微压计中使用密度ρ=1000kg/m 3的水,斜管中液柱的长度l =220mm ,若当地大气压p b =98.85kPa ,则烟气的绝对压力为多少Pa ? 图1-16 习题1-1 解:大气压力98.85kPa 98850Pa b p == 真空度3sin 1000kg/m 9.81N/kg 0.22m 0.51079.1Pa v p gl ρα==×××= 烟气的绝对压力98850Pa 1079.1Pa 97770.9Pa b v p p p =?=?= 1-2 利用U 形管水银压力计测量容器中气体的压力时,为了避免水银蒸发,有时需在水银柱上加一段水,如图1-17所示。现测得水银柱高91mm ,水柱高20mm ,已知当地大气压p b =0.1MPa 。求容器内的绝对压力为多少MPa ? 图1-17 习题1-2 解:容器内的压力高于大气压力,因此绝对压力b e p p p =+ 表压力291mmHg+20mmH O 91133.3Pa 209.81Pa 0.0123MPa e p ==×+×≈ 大气压力0.1MPa b p = 容器内的绝对压力0.1MPa 0.0123MPa 0.1123MPa b e p p p =+=+= 1-3 某容器被一刚性隔板分为两部分,在容器的不同部位安装有压力计,其中压力表B

放在右侧环境中用来测量左侧气体的压力,如图1-18所示。已知压力表B 的读数为80kPa ,压力表A 的读数0.12MPa ,且用气压表测得当地的大气压力为99kPa ,试确定表C 的读数,及容器内两部分气体的绝对压力(以kPa 表示)。如果B 为真空表,且读数仍为80kPa ,表C 的读数又为多少? 图1-18 习题1-3 解:(1)容器左侧(A )的绝对压力,99kPa 120kPa 219kPa b e A p p p =+=+=A 压力表B 的读数为容器左侧(A )的绝对压力A p 和容器右侧(C )的绝对压力C p 之差,因此,e B C p p p =?A ,得,219kPa 80kPa 139kPa C e B p p p =?=?=A 同时,b e C p p p =+C ,可得压力表C 的读数为,139kPa 99kPa 40kPa e C p =?= (2)如果表B 为真空表,则,v B A p p p =?C ,得299kPa C p =,因此压力表C 的读数为,200kPa e C p = 1-4 如图1-19所示,容器A 放在B 中,用U 形管水银压力计测量容器B 的压力,压力计的读数为L =20cm ,测量容器A 的压力表读数为0.5MPa ,已知当地大气压力p b =0.1MPa ,试求容器A 和B 的绝对压力。 图1-19 习题1-4 解:容器B 的绝对压力6 ,0.110Pa 200133.3Pa 0.127MPa b e B p p p =+=×+×≈B 测容器A 压力表的读数,e A p 为容器A 的绝对压力A p 和容器B 的绝对压力B p 之差,因此,e A B p p p =?A ,得容器A 的绝对压力0.5MPa 0.127MPa 0.627MPa p =+=A 1-5 凝汽器的真空度为710mmHg ,气压计的读数为750 mmHg ,求凝汽器内的绝对压

工程热力学思考题答案,第一章.

第 一 章 基本概念与定义 1.闭口系与外界无物质交换,系统内质量保持恒定,那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答:不一定。稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定。 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,所以开口系统不可能是绝热系。对不对,为什么? 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.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: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.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?绝对压力计算公式b e p p p =+()e p p >, b e p p p =-()e p p <中,当地大气压是否必定是环境大气压? 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.温度计测温的基本原理是什么? 答:选作温度计的感应元件的物体应具备某种物理性质随物体的冷热程度不同有显著的变化。有两个系统分别和第三个系统处于热平衡,则两个系统彼此必然处于热平衡。 6.经验温标的缺点是什么?为什么? 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.促使系统状态变化的原因是什么?举例说明 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。 8.分别以图参加公路的自行车赛车运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子内的热水和正在运行的电视机为研究对象,说明这是什么系统。 答:赛车运动员因为有呼吸有物质交换,运动员 对自行车作功,因此有能量交换,因此赛车运动 员是开口系统。压缩空气只有对子弹作功,因此 为闭口系统。杯子内的热水对外既有能量交换又 有物质交换,因此为开口系统,正在运行的电视 机有能量交换物物质交换,因此为闭口系统 9.家用加热电器是利用电加热水的家用设备,通常其表面散热可忽略。取正在使用的家用电热水器为控制体(不包括电机热器),这是什么系统?把电加热器包括在研究对象内,是什么系统?什么情况下构成孤立的系统? 答:仅仅考虑电热水器为控制体,因有盖,不能与外界进行物质交换但与电机热器有热交换,因此是闭口系统。将电加热器包括在内,无热量交换因此是绝热过程。如果电加热器内电流非外部,而是用电池,即可认为绝热系统。 10.分析汽车动力系统与外界的质能交换情况? 答:汽车发动机有吸气,压缩,作功,排气四个过程,因此吸气过程吸 收外界的空气,过程中既有物质的进入,也有随物质进入带入的能量。压缩后喷油点火,这个过程中压缩点火为能量交换,喷油为物质交换。

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注:一些图和公式复制不过来,图留了很大的位置,公式留了一行!大家就打印出来再自己补充吧! 第九章湿空气性质和湿空气过程 思考题 1. 湿空气和湿蒸汽、饱和空气和饱和蒸汽,它们有什么区别? [答]:湿空气与湿蒸汽的区别:湿空气指的是含有水蒸汽的空气,它是干空气(完全不含水蒸汽)与水蒸汽的混合物,湿空气中的水蒸汽通常处于过热状态。湿蒸汽是潮湿蒸汽的简称,它是饱和液体和饱和蒸汽的混合物,两相处于平衡状态,湿蒸汽处于饱和状态。 饱和空气和饱和水蒸汽的区别:饱和空气是指湿空气中所含水蒸汽的分压力达到了当时温度所对应的饱和压力,不再具有吸湿能力,如果再加入水蒸汽,就会凝结出水珠来。饱和蒸汽则是指可以与同温同压的(饱和)液体平衡共存的蒸汽。 2. 当湿空气的温度低于和超过其压力所对应的饱和温度时,相对湿度的定义式有何相同和不同之处? [答]:不适用,这时应改为 3. 为什么浴室在夏天不像冬天那样雾气腾腾? [答] :所谓雾气就是漂浮在空气中的小水珠。由于温度较高和通风情况较好,夏天浴室里的相 对湿度比冬天的低,因而吸湿能力比冬天的强,不易形成雾状小水珠,所以不像冬天那样雾气腾腾。 4. 使湿空气冷却到露点温度以下可以达到去湿目的(见例9-4)。将湿空气压缩(温度不变)能否达到去湿目的? [答]:从焓湿图可见,湿空气定温压缩过程指向图的左下方,此时湿空气的含湿量、相对湿度和水蒸气的分压力都降低,故而可以达到去湿目的 第八章制冷循环 思考题 1. 利用制冷机产生低温,再利用低温物体做冷源以提高热机循环的热效率。这 样做是否有利? [答]:这样做必定不利,因为虽然低温物体作冷源可以提高热及循环的热效率,多获得功,但是要造成这样的低温冷源,需要制冷机,需要耗功,由于不可逆性的存在,制冷机消耗的功 必然大于热机多获得的功,因此,这样做是得不偿失的。 2. 如何理解空气压缩制冷循环采取回热措施后,不能提高理论制冷系数,却能 提高实际制冷系数? [答]:参见图a,没有回热的循环为12341,有回热的循环为1r2r53r41r。采用回热循环后,在 理论上制冷能力为q2(过程4→1的吸热量)以及循环消耗的净功和向外界派出的热与没有回热 的循环相比,显然都没有变(Wor=Wo,q1r=q)所以理论制冷系数也没有变(εr=ε)。但是采用回 热后,循环的增压比降低了,从而使压气机耗功和膨胀机做功减少了同一数量,这也减轻了压气机和膨胀机的工作负担,使它们在较小的压力范围内工作,因而机器可以设计得比较简

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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,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 v b b e b P P P P P P P P 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P b 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。 ⒍ 经验温标的缺点是什么?为什么? 答:由选定的任意一种测温物质的某种物理性质,采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。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制作温度计、采用不同的物理性质作为温度的标志来测量温度时,除选定的基准点外,在其它温度上,不同的温度计对同一温度可能会给出不同测定值(尽管差值可能是微小的),因而任何一种经验温标都不能作为度量温度的标准。这便是经验温标的根本缺点。 ⒎ 促使系统状态变化的原因是什么?举例说明。 答:分两种不同情况: ⑴ 若系统原本不处于平衡状态,系统各部分间存在着不平衡势差,则在不平衡势差的作用下,各个部分发生相互作用,系统的状态将发生变化。例如,将一块烧热了的铁扔进一盆水中,对于水和该铁块构成的系统说来,由于水和铁块之间存在着温度差别,起初系统处于热不平衡的状态。这种情况下,无需外界给予系统任何作用,系统也会因铁块对水放出热量而发生状态变化:铁块的温

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