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1、第四章思考題
4-1 容器被閘板分割為A、B兩部分。A中氣體參數(shù)為PA、TA，B為真空?，F(xiàn)將隔板抽去，氣體作絕熱自由膨脹，終壓將為P2，試問(wèn)終了溫度T2是否可用下式計(jì)算？為什么?
答：氣體作絕熱自由膨脹是不可逆絕熱過(guò)程，因此終了溫度T2不可用上式計(jì)算。
4-2 今有任意兩過(guò)程a-b，b-c，b、c兩點(diǎn)在同一定熵線上，如圖所示。試問(wèn)：Δｕab、Δｕac哪個(gè)大？再設(shè)b、c兩點(diǎn)在同一條定溫線上，結(jié)果又如何？
答：由題可知，因b、c兩點(diǎn)在同一定熵線上Tb>Tc, ｕb>ｕc. Δｕab>Δｕac。若b、c兩點(diǎn)在同一條定溫線上，Tb=Tc, ｕb=ｕc. Δｕab=Δｕac。
2、
4-3將滿足下列要求的多變過(guò)程表示在p-v圖和T-s圖上（工質(zhì)為空氣）。
（1）工質(zhì)又升壓、又升溫、又放熱； （2）工質(zhì)又膨脹、又降溫、又放熱；
（3）n=1.6的膨脹過(guò)程，判斷q，w，Δu的正負(fù)；
答：n=1.6的壓縮過(guò)程在p-v圖和T-s圖上表示為1→2過(guò)程。在此過(guò)程中q>0, w<0，Δu>0
（4）n=1.3的壓縮過(guò)程，判斷q，w，Δu的正負(fù)。
答：n=1.3的壓縮過(guò)程在p-v圖和T-s圖上表示為1→2過(guò)程。在此過(guò)程中q<0，w<0，Δu>0
3、
4-4將p-v圖表示的循環(huán)，如圖所示，表示在T－s圖上。圖中：2-3，5-1，為定容過(guò)程；1-2，4-5為定熵過(guò)程；3-4為定壓過(guò)程。
答：T-s圖如圖所示
4-5 以空氣為工質(zhì)進(jìn)行的某過(guò)程中，加熱量的一半轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γ噯?wèn)過(guò)程的多變指數(shù)n為多少？試在p-v圖和T-s圖上畫(huà)出該過(guò)程的大概位置（比熱容比可視為定值）。
答：多變過(guò)程中，遵循熱力學(xué)第一定律，由題可知，由于，所以即：，
4-6如果采用了有效的冷卻方法后，使氣體在壓氣機(jī)汽缸中實(shí)現(xiàn)了定溫壓縮，這時(shí)是否還需要采用多級(jí)壓縮？為什么？（6分）
答：還需要采用多級(jí)壓縮，由余隙效率可知，，余隙使一部分氣缸容積不能被有效利用，壓力比越大越不利。因此，當(dāng)需要獲得較高壓力時(shí)，必須采用多級(jí)壓縮。
4-7 一個(gè)氣球在太陽(yáng)光下曬熱，里面空氣進(jìn)行的是什么過(guò)程？在p-v圖和T-s圖上畫(huà)出過(guò)程的大致位置。如不考慮氣球薄膜在膨脹過(guò)程中的彈力作用，氣體進(jìn)行的過(guò)程又將如何表示？
答：一個(gè)氣球在太陽(yáng)光下曬熱，里面空氣進(jìn)行的是升溫、升壓和膨脹過(guò)程。
如不考慮氣球薄膜在膨脹過(guò)程中的彈力作用，則里面氣體所受壓力為外界大氣壓力，所以氣體進(jìn)行的過(guò)程為定壓過(guò)程。
工程熱力學(xué)第四章思考題答案
