2022年热工课后题答案.doc

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1、热工课后题答案 篇一：热工艺课后习题 材料工程及热工艺课后习题答案 第二章 2、金属具有哪些特性？请用金属键结合的特点予以说明。 答案要点： 特性：好的导电、导热功能，好的塑性；强度、硬度有高有低，熔点有高有低，但机械行业常用那些好的综合力学功能（强度、硬度、塑性、韧性）、好的工艺功能的材料； 金属键：由自由电子及陈列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成。在金属晶格中，自由电子作穿越运动，它不专属于某个金属原子而为整个金属晶体所共有。在外电场作用下，自由电子定向运动，产生电流，即导电。 这种构造，特别容易温度变化时，金属原子与电子的振动特别容易一个接一个传递，即导热。 当金属晶体受外力作

2、用而变形时，尽管原子发生了位移，但自由电子的连接作用并没变，金属没有被破坏，故金属晶体有较好的塑性、韧性。 由于金属键的结合强度有高有低，故金属的强度、硬度、熔点有高有低。 6、实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对力学功能有何阻碍？ 答案要点： 存在着点缺陷（空位、间隙原子、置换原子），线缺陷（位错），面缺陷（晶界、亚晶界）。 点缺陷引起晶格畸变，强度、硬度升高，塑性、韧性下降。 线缺陷特别少时引起各项力学功能均下降，当位错密度达一定值后，随位错密度升高，强度、硬度升高，塑性、韧性下降，机械制造用材中位错密度根本均大于这一值。 面缺陷的阻碍力：晶界越多(即晶粒越细)，四种机能均升高。 7、晶

3、体的各向异性是如何产生的？为何实际晶体一般都显示不出各向异性？ 答案要点： 由于理想晶体中原子作规那么陈列，不同方向的晶面与晶向的原子密度不同，导致不同方向的原子面的面间距、原子列的列间距不同，即不同方向的原子间的作用力不同，也就表达出各向异性。 实际晶体常为多晶体，各种晶面、晶向沿各个方向的分布机率均等，因此各向同性。 第三章 1、从滑移的角度阐述为什么面心立方金属比体心立方和密排六方金属的塑性好？ 答案要点： 塑性变形的本质是滑移面上的位错沿滑移方向滑移造成的，而滑移面是晶体中的密排面，滑移方向是密排方向。一个滑移面与一个滑移方向组成一个滑移系，滑移系越多位错滑移可能性越大，在滑移系一样时

4、，滑移方向越多，滑移可能性越大。在三大晶体中，面心立方与体心立方滑移系相等（为12个），大于密排立方的（3个），但面心立方的滑移方向（3个）比体心立方的(2个)多，因此面心立方金属比体心立方和密排六方金属的塑性好。 4、说明冷变形对金属的组织与功能的阻碍。 答案要点： 对组织的阻碍：出现纤维组织，位错密度增加，出现碎晶、晶格畸变增大，出现织构现象等。 对功能的阻碍：产生内应力，强度、硬度升高，塑性、韧性下降（即加工硬化），功能出现各向异性。 6、冷加工与热加工的主要区别是什么？热加工对金属的组织与功能有何阻碍？ 答案要点： 冷加工与热加工的主要区别是：前者在再结晶以下温度进展，后者在再结晶温度

5、以上进展。 热加工对组织与功能的阻碍：可使铸态金属与合金中的气孔焊合，使粗大的树枝晶或柱状晶破裂，从而使组织致密、成分均匀、晶粒细化，力学功能提高。 7、在金属的冷、热加工，如何才能获得细小的晶粒组织？ 答案要点; 冷加工时：产生合理的变形量，（大于临界变形量，小于产生织构的变形量），进展合理的再结晶退火。 热变形时：以较大锻造比进展锻造，反复墩拔，然后以合理的退火或正火工艺进展处理。 8、产生加工硬化的缘故是什么？说明加工硬化在消费中的利弊？ 答案要点： 缘故为：位错密度的增加、碎晶的出现、晶格畸变的增加，这些要素导致位错滑移阻力增大，从而强度、硬度升高，塑性、韧性降低。 消费中的“利”：能

6、够强化材料，关于不能用热处理方法强化的又有较好塑性的材料（如一些铝合金、铜合金）是特别好的强化方法。“弊”由于塑性、韧性下降了，给需要产生大变形来成形的工艺带来不便，如拉深成型时，变形量过大时需要穿插工序间的再结晶退火。 9、金属的晶粒度对其功能有如何样的阻碍？ 答案要点： 细晶的晶界多，位错滑移阻力大，故强度、硬度高，又因细晶组织晶粒多，各个方向的滑移面与滑移方向也多，位错滑移的可能性增大，同时晶粒之间的协调变形才能也增大，故塑性、韧性也增大。 10、工业消费上如何才能获得细小的晶粒组织？ 答案要点： 铸造时得细晶：增大冷却速度、增加外来晶核、震动搅拌等。 冷变形时得细晶：合理的变形度，合理

7、的再结晶退火工艺。 锻造时得细晶：合理的锻造温度、较大的变形量，合理的退火/正火工艺。 11、什么事均匀形核与非均匀形核？实际发生的主要是哪一种？ 答案要点： 均匀形核：液态金属原子在过冷到一定条件时，自发聚拢按金属固有的陈列规律陈列而构成的小结晶核心。 非均匀形核：液态金属原子依附于某些固态杂质颗粒而构成的结晶核心。 实际发生的主要是非均匀形核。 12、什么是金属结晶时的过冷度？过冷度对金属铸锭晶粒大小有何阻碍？ 答案要点： 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。 实际消费中通常为过冷度越大，结晶趋动力越大，形核率越大，晶粒越细。 14、合金化强化金属的方法有哪几种？ 答案要点： 主要有固

8、溶强化与第二相强化。 15、合金的四种根本强化方式的异同点，金属强化的本质是什么？ 答案要点： 四种强化方法是：冷变形强化（加工硬化），细晶强化，合金强化（包括固溶强化和第二相强化），热处理强化。 一样点：四种强化均为增大位错的滑移阻力。 不同点：冷变形强化是因位错密度增大、碎晶的出现使晶格畸变增大，从而使位错滑移阻力增大；细晶强化是因晶界增多，位错滑移阻力增大；合金强化是因溶质原子的溶入晶格畸变增大或第二相对位错线的钉扎而导致位错滑移阻力增大；热处理强化是因构成细晶，或过饱和组织引起较大晶格畸变而使位错滑移阻力增大。 金属强化的本质：位错运动阻力增大。 16、什么事热处理？阻碍热处理质量的主

9、要要素是什么？ 答案要点： 热处理：是将金属在固态下加热至一定温度，保温一定时间，以一定的速度冷却至室温，来改变其内部组织构造，以获得所需功能的一种加工工艺。 阻碍热处理的主要要素是：加工温度、保温温度、冷却速度。 17、钢奥氏体根本过程是什么?根本规律是什么？为什么在奥氏体转变完毕时还有不溶解的渗碳体？ 答案要点： 根本过程：加热至AC1时，1）、在F与Fe3C相界面构成A的晶核；2）、A晶粒的长大；3）、剩余Fe3C的溶入；4）A成分的均匀；5）、关于过共析与亚共析钢，温度接着升高时有先共析相的溶入，直至完全相变温度转变为单一的A。 因渗碳体的成分与构造与A都相差特别大，导致A向F中长大的

10、速度大于向渗碳体中的长大速度，因此? 18、奥氏体的晶粒度是如何样阻碍钢的功能？如何操纵奥氏体的晶粒大小？ 答案要点： 组织具有遗传性，高温下奥氏体的晶粒粗大所得的室温组织的晶粒也相应粗大，因此就会阻碍到钢的功能。 主要通过操纵加热温度与保温时间来操纵A晶粒的大小。 19、钢件为什么能进展各种各样的热处理？ 答案要点： 由于刚在固态下有相变，加热至A化后可通过不同的冷却速度获得不同的不同的非平衡组织，从而可得到不同的功能。 20、钢奥氏体化后的组织转变有几种？是什么？ 答案要点： 有三种。是P型组织，B型组织，M型组织。 21、什么是珠光体、贝氏体、马氏体？它们的组织及功能有何特点？ 答案要点

11、： 珠光体：由层片状的F与Fe3C相隔陈列而成的一种组织，按照粗细的不同分为P（500倍下可区分层片）、S（8001000倍下可区分层片）、T（10000倍以上才可区分层片）。 贝氏体：碳素体基体上分布着断续的短棒状渗碳体（光镜下呈羽毛状组织）为上贝氏体。铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体（光镜下呈竹叶状组织）为下贝氏体。 马氏体：过饱和的A固溶体。 珠光体、贝氏体、马氏体依次构成温度降低，组织变细、偏离平衡程度增大，强度硬度增加，塑性韧性降低。 22、碳的质量分数超过0.6%以后，马氏体的强度、硬度的变化趋于平缓，为什么高于0.6%的碳钢还广泛使用？马氏体强化的主要缘故是什么？ 答案要点：谈的质

12、量分数超过0.6%的钢往往是工具钢，需要有好的耐磨功能，淬火温度为AC1+3050，使其保存未溶的碳化物提高耐磨功能，碳含量越高，未溶碳化物越多，耐磨功能越好，因此? 马氏体强化的主要缘故是固溶强化。 23、什么是C曲线？阻碍C曲线的要素有哪些? 答案要点： 表示奥氏体急速冷却到临界点A1以下在各不同温度下的保温过程中转变量与转变时间的关系曲线，又称C曲线。 主要阻碍要素：成分的阻碍（含碳量的阻碍、合金元素的阻碍）、奥氏体化条件的阻碍。 25、什么是剩余奥氏体？它对钢的功能有何阻碍？如何减少或消除剩余奥氏体？ 答案要点： 发生M转变后残留下来的A叫做剩余奥氏体。 剩余奥氏体对钢的功能的阻碍是：

13、硬度不均匀，组织尺寸不稳定。 进展冷处理、回火。 26、什么是淬火？淬火的目的是什么？常用的淬火方法有几种？说明各种淬火方法的优缺点及其应用范围。 答案要点： 淬火：将钢加热到临界点以上，保温后以大于VK速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。 淬火的目的：淬火目的是为获得马氏体组织，提高钢的功能 单液淬火法：优点：操作简单，易实现自动化；缺点：易产生淬火缺陷。适用于形状简单的小件。 双液淬火：优点：冷却理想；缺点：操作不易掌握。用于形状复杂的碳钢件及大型合金钢件。 分液淬火法：优点：可减少内应力；缺点：冷却才能有限。用于小尺寸复杂、变形操纵严格工件。 等温淬火：优点：变形、应力均小；缺点

14、：不能得M，得的是B。适用于形状复杂，尺寸要求精确的小型件。 28、什么是回火？回火的目的是什么？简述高、中、低温回火的组织功能特点及其在消费中的应用范围。 答案要点： 回火：是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后冷却的工艺。 回火的目的： 1）、减少或消除淬火内应力，防止变形或开裂。 2）、获得所需要的力学功能。 3）、稳定尺寸。 4）、关于某些高淬透性的钢，采纳回火降低硬度。 高温回火：S回：得良好的综合力学功能，即在保持较高的强度同时，具有良好的塑性和韧性。 广泛用于各种构造件如轴、齿轮等热处理。也可作为要求较高精细件、量具等预备热处理。 中温回火：T回：提高e及s,同时使工件具有一定

15、韧性。适用于弹簧热处理。 适用于各种高碳钢、渗碳钢及外表淬火件。 29、退火的主要目的是什么？消费中常用的退火方法有哪几种？指出各类退火的应用条件。 答案要点：退火：是钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺 1、 退火目的： （1） 调整硬度，便于切削加工。适宜切削加工的硬度为170-250HB。 （2） 消除内应力，防止加工中变形。 （3） 细化晶粒，为最终热处理作组织预备。 常用的退火方法：完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火、再结晶退火。 完全退火：主要用于亚共析钢均匀组织、细化晶粒、消除应力，获得适宜的硬度便于切削加工。 等温退火：可适于各种钢的退火，主要

16、目的在于缩短退火时间。 球化退火：用于共析、过共析钢，得球状珠光体（铁素基体上分布着颗粒状的渗碳体），降低温度，便于切削加工，为淬火作组织预备。 扩散退火：主要用于化学成分和组织不均匀。 再结晶退火：用于消除经冷变形而产生的加工硬化。 去应力退火：用于需消除内应力的工件。 31、什么是钢的回火脆性？如何抑制钢的回火脆性？ 答案要点： 回火脆性：在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下降的现象。 第一类回火脆性（低温回火脆性/不可逆回火脆性）只能采取回避在所产生的温度下回火。 第二类回火脆性（高温回火脆性/可逆回火脆性）采纳回火后快速冷却，或使用加有W/Mo 合金元素的钢；如已产生采取加热至高于

17、已采纳的回火温度，保温然后快冷。 34、钢经渗碳及热处理后，其力学功能如何变化？为什么？ 答案要点： 力学功能的变化是：外表由原来低碳钢的功能变成的高碳钢的功能。 由于外表在渗碳处理时由低碳钢变成了含量为1.0%左右的工具钢的碳含量，再经典型的工具钢的最终热处理（淬火+低温回火）得的组织是：M回+颗粒状碳化物+少时剩余奥氏体。 38、什么是钢的淬透性？阻碍钢的淬透性的主要要素有哪些？为什么说钢的热处理工艺功能主要是指钢的淬透性？ 答案要点： 淬透性：是指钢在淬火时获得淬硬层深度的才能。 淬透性的阻碍要素：临界冷却速度Vk，Vk越小，淬透性越高。因此但凡阻碍C曲线的要素都是阻碍淬透性的要素，即除

18、Co外，凡溶入奥氏体的合金元素都使钢的淬透性提高；奥氏体化温度高、保温时间长也使钢的淬透性提高。 淬透性对工件的机械功能阻碍特别大，只有整个截面淬透才能使整个截具有同样的组织，同样的组织，同样的功能，而重的工件经常需要淬火，要求整个截面均匀承载的重要件，必须整个截面淬透，因此说钢的热处理工艺 答案要点： 淬透性是指淬火时获得淬硬层深度的才能，主要由临界冷却速度决定；淬硬性指淬火时所能到达的最高硬度，及硬化才能，主要由M中含碳量决定。 它们之间的关系：关于亚共析钢随含碳量的升高，淬硬性升高，同时C曲线右移，淬透性也升高。关于过共析钢，随含碳量升高，淬透性平缓升高，但C曲线左移，淬透性下降，合金元

19、素对淬硬性阻碍不大，但除Co外溶入A中的合金元素均提高淬透性。篇二：热工原理课后习题答案 第一章 14 解： p真空室pb?p汞柱76074515mmHg2kPa p1?p真空室?pa?2?360?362kPa p2?p1?pb?362?170?192kPa pc?pb?p真空室?192?2?190kPa F?(pb?p真空室)A?745?133.3? 1 ?0.452?15.8kN 4 1-7 解：膨胀过程系统对外作的功为 W?pdV? 1-9解：由于假设气球的初始体积为零，那么气球在充气过程中，内外压力不断保持相等，恒等于大气压力0.09MPa，所 以气体对外所作的功为： W?p?V?0.

20、09?106?2?1.8?105J 1-10 解：确定为了将气球充到2m3的体积，贮气罐内原有压力至少应为（如今贮气罐的压力等于气球中的压力，同时 等于外界大气压pb） p2(V1?2)p2(V1?2)0.9?105?(2?2)p1?1.8?105Pa V1V12 前两种情况能使气球充到2m3 W?pbV?0.9?105?2?1.8?105J 情况三: 因此气球只能被充到V气球3.33321.333m的大小，故气体对外作的功为： 3 W?0.9?105?1.333?1.2?105J 第二章 24解：状态b和状态a之间的内能之差为： Uab?Ub?Ua?Q?W?100?40?60kJ 因此，a-

21、d-b过程中工质与外界交换的热量为： Qa?d?b?Uab?W?60?20?80kJ 工质沿曲线从b返回初态a时，工质与外界交换的热量为：Qb?a?Ua?Ub?W?Uab?W?60?30?90kJ 按照题中a点内能值为0，那么b点的内能值为60kJ，因此有: ?Uad?Ub?Ud?60?40?20kJ 由于d-b过程为定容过程，系统不对外作功，因此d-b过程与外界交换的热量为： Qd?b?Ud?Ub?Udb?20kJ 因此a-d-b过程系统对外作的功也确实是a-d过程系统对外作的功，故a-d过程系统与外界交换的热量为： Qa?d?Ud?Ua?Wa?d?Uad?Wa?d?b?40?(?20)?6

22、0kJ 2-8解：压缩过程中每千克空气所作的压缩功为： 忽略气体进出口宏观动能和势能的变化，那么有轴功等于技术功，因此消费每kg压缩空气所需的轴功为： ws?q?h?50?146.5?(0.8?0.175?0.1?0.845)?103?252kJ/kg 因此带动此压气机所需的功率至少为： P? ws?10 ?42kW 60 2-11解：此过程为开口系统的稳定流淌过程，忽略进出口工质的宏观动能和势能变化，那么有： Q?h7qm7?h1qm1?h6qm6?Ws 由稳定流淌过程进出口工质的质量守恒有： qm6?qm7?qm1 那么系统的能量平衡式为： Q?qm1(h6?h1)?qm7(h6?h7)?

23、Ws 故发电机的功率为： P?Ws?Q?(h6?h7)qm7?(h6?h1)qm1 70050?1037003 ?41800?(418?12)?(418?42)?2.415?10kW360036003600 第三章 3-3解：气体可视是理想气体，其内能是温度的单值函数，选取绝热气缸内的两部分气体共同作为热力系。由于气缸绝热，系统和外界无热量交换，同时气缸是刚性的，系统无对外作功，那么过程中系统的内能不变，即温度不变保持初温30。 ?、V1?设气缸一侧气体的初始参数为p1、V1、T和m，终态参数为p1、T，另一侧气体的初始参数为?、V2?、T，初始时两侧的状态方程分别为： p2、V2、T和m，终

24、态参数为p2 p1V1?mRgT p2V2?mRgT 310 V 取总体积为V，V1?V；V2? 1313 那么有 ?p2?p，由于质量相等，那么两侧体积相等，分别为终态时，两侧的压力一样，即p1 V ，对一侧写出状态方程， 2 ?V1?pp1 那么有p1V1?p V ?mRgT 2 V3V 即p1V1?0.4?V?p，得终态时的压力为： 2132 p?1.87?105Pa 3-16解：首先把标准状态下空气的体积流量值转换为入口状态下和出口状态下的体积流量值： m体1?m体2 转化为质量流量为： ? p标m标T1101325?108000293 ?106154m3/h ? m质 ? p标m体，

25、标101325?108000 RgT标287?273 按照开口系统的能量方程，忽略进出口宏观动能和势能的变化并考虑到气体流淌时对外不作轴功，故有烟气每小时所提供的热量为： ? Q?m质（h2?h1） （1）用平均定压质量比热容数据计算 查表并通过插值可得到： cP0?1.0044kJ/(kg.K)cP0?1.0169kJ/(kg.K)cP20? ? 20 270 270 ?1.0179kJ/(kg.K) 270?20 （h2?h1）?139667.6?1.0179?250?35541912.5kJ/h 因此有：Q?m质 （2）将空气视为双原子理想气体，用定比热容进展计算 cP? ? 77 R/

26、M?8.314/28.97?1.004kJ/(kg.K) 22 （h2?h1）?139667.6?1.004?250?35056567.6kJ/h 因此有：Q?m质 第四章 4-3 解： （1）热效率为 ? T1?T2150?10 ?33.1% T1423 （2） 吸热Q1? W ? ? 33.1% 放热 Q2?Q1?W?8.16?2.7?5.46kJ （3）功能系数 ? T1150?273 T1?T2150?10 W?Q1?Q2?6.73?4.5?2.23kJs 47 解： （1）关于由可逆热机和冷热源构成的孤立系统，按照孤立系统熵增原理得： ?Stot?Sc?Sh?Sl?mcpln 因此有

27、： TmT ?mcplnm?0?0 TATB Tm?ATB （2）按照能量守恒，得总功量为： W?QA?QB?mcp?TA?Tm?Tm?TB?mcpTA?TB?2ATB （3）直截了当热交换，那么QA?QB，得 Tm? 总熵变为： ?Stot4-13 ? TA?TB 2 2 TT?T?TB? ?SA?SB?mcplnm?mcplnm?mcplnA TATB4TATB 第五章 53 解：1、查表得： 因此： m? V ?1.907kg v因此为湿饱和蒸汽。 3、x? ?59.1% 传出的热量为： Q?m?h1?h2?1.907?2732.37?1806.20?1766.206kJ 5-5 解：查

28、表得到：t0 理想的绝热过程，熵不变，因此有： 查表得到P2时的参数： t2?32.90?C 因此干度为： x? 因此出口乏气的焓为： 按照稳定流淌的过程方程，可得： 第六章 6-3 解：1点：由P1=6MPa, t1=560?C 得： h1=3562.68kJ/kg,s1=7.057kJ/(kg.K) 2点：由s2=s1, P2=6kPa 得： 3(4)点：由P3=P2 得： 吸热量： 净功量：篇三：热工学第二版课后题答案 第一章 考虑题 1. 平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？ 答：平衡状态是在不受外界阻碍的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态

29、那么是不管有无外界阻碍，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展描绘。 2. 表压力或真空度能否作为状态参数进展热力计算？假设工质的压力不变，征询测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？ 答：不能，由于表压力或真空度只是一个相对压力。假设工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，由于测量所处的环境压力可能发生变化。 3 当真空表指示数值愈大时，说明被测对象的实际压力愈大仍然愈小？ 答：真空表指示数值愈大时，说明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无

30、耗散的准平衡过程才是可逆过程，因此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。不可逆过程是指不管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。 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺缘故？ 答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进展加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无阻碍？ 答

31、：严格说来，是有阻碍的，由于U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的精确性阻碍越大。 习 题 1-1 解： 1.2.3. 4. 1-2 图1-8表示常用的斜管式微压计的工作原理。由于有引风机的抽吸，锅炉设 备的烟道中的压力将略低于大气压力。假设微压机的斜管倾斜角解：按照微压计原理，烟道中的压力应等于环境压力和水柱压力之差 ， 管内水 1-3 解： 14 解： p真空室pb?p汞柱76074515mmHg2kPa p1?p真空室?pa?2?360?362kPa p2?p1?pb?362?170?192kPa pc?pb?p真空室?192?2?190kPa F?(pb

32、?p真空室)A?745?133.3? 1-4 解： 1 1-5 解：由于压缩过程是定压的，因此有 W?pdV?p(V1?V2)?0.5?106?(0.8?0.4)?200KJ V1 V2 1-6 解：改正程系统对外作的功为 W?pdV? 1-7 解：由于空气压力正比于气球的直径，因此可设p?cD，式中c为常数，D为气球 的直径，由题中给定的初始条件，能够得到： c? 该过程空气对外所作的功为 pp150000 V2D2D21114 W?pdV?cDd(?D3)?c?D3dD?c(D2?D14) V1D1D1 628 1 1-8 解：（1）气体所作的功为： W?(0.24V?0.04)?106d

33、V?1.76?104J （2）摩擦力所耗费的功为： W摩擦力fL? 1000 因此减去摩擦力耗费的功后活塞所作的功为： W活塞W?W摩擦力1.66?104J 1-9 解：由于假设气球的初始体积为零，那么气球在充气过程中，内外压力不断保持相等， 恒等于大气压力0.09MPa，因此气体对外所作的功为： W?p?V?0.09?106?2?1.8?105J 1-11 解：确定为了将气球充到2m3的体积，贮气罐内原有压力至少应为（如今贮气罐的压力等于气球中的压力，同时等于外界大气压 pb） p2(V1?2)p2(V1?2)0.9?105?(2?2) p1?1.8?105Pa V1V12 前两种情况能使气

34、球充到2m3 W?pbV?0.9?105?2?1.8?105J情况三: V气球贮气罐 p贮气罐V贮气罐0.15?2 的大小，故气体对外作的功为： 因此气球只能被充到 W?0.9?105?1.333?1.2?105J 第二章 考虑题 绝热刚性容器，中间用隔板分为两部分，左边盛有空气，右边为真空，抽掉隔板，空气将充满整个容器。征询： 空气的热力学能如何变化？ 空气是否作出了功？ 能否在坐标 图上表示此过程？为什么？ 答：（1）空气向真空的绝热自由膨胀过程的热力学能不变。 （2）空气对外不做功。 （3）不能在坐标图上表示此过程，由于不是准静态过程。 2. 以下说法是否正确？ 气体膨胀时一定对外作功。

35、 错，比方气体向真空中的绝热自由膨胀，对外不作功。 气体被压缩时一定耗费外功。 对，由于按照热力学第二定律，气体是不可能自压缩的，要想压缩体积，必须借助于外功。 气体膨胀时必须对其加热。 错，比方气体向真空中的绝热自由膨胀，不用对其加热。 气体边膨胀边放热是可能的。 对，比方多变过程，当n大于k时，能够实现边膨胀边放热。 气体边被压缩边吸入热量是不可能的。 错，比方多变过程，当n大于k时，能够实现边压缩边吸热。 对工质加热，其温度反而降低，这种情况不可能。 错，比方多变过程，当n大于1，小于k时，可实现对工质加热，其温度反而降低。4. “任何没有体积变化的过程就一定不对外作功”的说法是否正确？

36、 答：不正确，由于外功的含义特别广，比方电磁功、外表张力功等等，假设只考虑体积功的话，那么没有体积变化的过程就一定不对外作功。 5. 试比拟图2-6所示的过程1-2与过程1-a-2中以下各量的大小： W12与W1a2； (2) ?U12 与 ?U1a2； (3) Q12与Q1a2 答：（1）W1a2大。 (2)一样大。 （3）Q1a2大。 6. 说明以下各式的应用条件： q?u?w 闭口系的一切过程 q?u?pdv 闭口系统的准静态过程 q?u?(p2v2?p1v1) 开口系统的稳定流淌过程，同时轴功为零 q?u?p(v2?v1) 开口系统的稳定定压流淌过程，同时轴功为零；或者闭口系统的定压过

37、程。 7. 膨胀功、轴功、技术功、流淌功之间有何区别与联络？流淌功的大小与过程特性有无关 系？ 答：膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功；轴功是指工质流经热力设备（开口系统）时，热力设备与外界交换的机械功，由于这个机械工通常是通过转动的轴输入、输出，因此工程上适应成为轴功；而技术功不仅包括轴功，还包括工质在流淌过程中机械能（宏观动能和势能）的变化；流淌功又称为推进功，1kg工质的流淌功等于其压力和比容的乘积，它是工质在流淌中向前方传递的功，只有在工质的流淌过程中才出现。关于有工质组成的简单可压缩系统，工质在稳定流淌过程中所作的膨胀功包括三部分，一部分耗费于维持工质进出开口系统时的流淌功的代数和，一部分用于增加工质的宏观动能和势能，最后一部分是作为热力设备的轴功。关于稳定流淌，工质的技术功等于膨胀功与流淌功差值的代数和。假设工质进、出热力设备的宏观动能和势能变化特别小，可忽略不计，那么技术功等于轴功。