内容发布更新时间 : 2025/5/21 20:01:14星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
第1章和第2章重点思考题和习题解答
第1章 基本概念
思考题
1. 平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什么要引入平衡态的概念？
答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。
4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？
答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。
5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？
答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。
习题
1-3 某容器被一刚性壁分为两部分，在容器不同部位装有3块压力表，如图1－9所示。压力表B上的读数为1.75 bar，表A的读数为1.10 bar，如果大气压力计读数为0.97 bar，试确定表C的读数及两部分容器内气体的绝对压力。
解： p1?pb?pa?0.97?1.10?2.07bar
p2?p1?pb?2.07?1.75?0.32bar < 0.97 bar
pC?pb?p2?0.97?0.32?0.65bar
1-4 如图1－10所示一圆筒形容器，其直径为450 mm，表A的读数为360 kPa， 表B的读数为170 kPa，大气压力为100 mmHg，试求，⑴ 真空室及1、2两室的绝对压力；⑵ 表C的读数；⑶ 圆筒顶面所受的作用力。
解： p真空室＝pb?p汞柱＝100－100＝0mmHg＝0kPa
p1?p真空室?pa?0?360?360kPa
p2?p1?pb?360?170?190kPa pc?pb?p真空室?190?190kPa
1
F?(pb?p真空室)A?100?133.3?14?π?0.452?2119.0N
1-7一热力系发生状态变化，压力随体积的变化关系为pV3
1.3?常数，若热力系初态为
3
p1?600kPa，V1?0.3 m，问当系统体积膨胀至 V2?0.5 m 时，对外作功为多少？
解：改过程系统对外作的功为
W??0.50.3pdV??0.5p1V1V1.30.31.3dV??p1V11.30.3(V2?0.3?V1?0.3)?85.25kJ
（积分公式：?xdx?3
3
3
?x??1??1）
1-9 某气缸中气体由0.1 m膨胀至0.3 m，若气体的压力及容积按MPa和m计算，则膨胀过程中气体的压力和体积的函数关系为p?0.24V?0.04，试求，气体所作的膨胀功。 解：气体所作的膨胀功为：
W??0.30.1(0.24V?0.04)?10dV?1.76?10J
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1-10 利用储气罐中的压缩空气，在温度不变的情况下给气球充气。开始时气球内没有气体，故可认为其初始体积为零；充满气体后气球的体积为2 m，若大气压力为0.09 MPa，求充气过程中气体所作的功。
解：由于假设气球的初始体积为零，则气球在充气过程中，内外压力始终保持相等，恒等于大气压力0.09MPa，所以气体对外所作的功为：
W?p?V?0.09?10?2?1.8?10J
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2
第2章 热力学第一定律
思考题
2. 下列说法是否正确？
⑴ 气体