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途径无关?
“可逆定温过程”已经把途径规定好了,此时谈与途径的关系没有意义。再强调一遍,过程热量q和过程功w都是过程量,都和过程的途径有关。
5.闭口系在定容过程中外界对系统施以搅拌功?w,问这时?Q=mcvdT是否成立?
不成立。搅拌功?w以机械能形式通过系统边界,在工质内部通过流体内摩擦转变为热,从而导致温度和热力学能升高。?Q是通过边界传递的热能,不包括机械能。 6.绝热过程的过程功w和技术功wt的计算式
w=u1–u2,wt=h1–h2
是否只适用于理想气体?是否只限于可逆绝热过程?为什么?
两式来源于热力学第一定律的第一表达式和第二表达式,唯一条件就是绝热q=0,与是否理想气体无关,且与过程是否可逆也无关,只是必须为绝热过程。 7.试判断下列各种说法是否正确?
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7题图
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(1) 定容过程即无膨胀(或压缩)功的过程; (2) 绝热过程即定熵过程; (3) 多变过程即任意过程。
答:(1) 定容过程即无膨胀(或压缩)功的过程; ——正确。
(2) 绝热过程即定熵过程; ——错误,可逆绝热过程是定熵过程,不可逆绝热过程不是定熵过程。 (3) 多变过程即任意过程。 ——错误,右图中的过程就不是多变过程。 8.参照图4-17,试证明:q1-2-3? 压过程。
证明:q1-2-3=q1-2+q2-3,q1-4-3= q1-4+
q1-2= cv(T2–T1),
p 2 3 1 4 O v 图4-17
q1-4-3。图中1–2、4–3各为定容过程,1–4、2–3各为定
q4-3
q2-3= cp(T3–T2)= cv(T3–T2)+R(T3–T2), q4-3= cv(T3–T4),
q1-4= cp(T4–T1) = cv(T4–T1)+R(T4–T1)。
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? q1-2-3=q1-2+q2-3= cv(T2–T1)+ cv(T3–T2)+R(T3–T2) = cv(T3–T1)+R(T3–T2)
q1-4-3= q1-4+ q4-3= cv(T4–T1)+R(T4–T1)+cv(T3–T4)
= cv(T3–T1)+R(T4–T1)
于是 q1-2-3–q1-4-3= R(T3–T2)–R(T4–T1)
=R[(T4p2–T1p2)–(T4–T1)]= R(p2p–1)(T4–T1)>0
1p1p1所以,q1-2-3? q1-4-3,证毕。
9.如图4-18所示,今有两个任意过程a–b及a–c,b点及c点在同一条绝热线上,p b p b Tb Tc
a c a c O v O v .
图4-18
图4-18题解
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(1) 试问?uab与?uac
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哪个大?(2) 若b点及c点在同一条定温线上,结果又如何?
依题意,Tb>Tc,所以?uab>?uac。若b点及c点在同一条定温线上,则?uab=?uac。 10.理想气体定温过程的膨胀功等于技术功能否推广到任意气体?
从热力学第一定律的第一表达式和第二表达式来看,膨胀功和技术功分别等于w=q–?u和wt=q–?h,非理想气体的?u和?h不一定等于零,也不可能相等,所以理想气体定温过程的膨胀功等于技术功不能推广到任意气体。
11.下列三式的使用条件是什么?
p2v2=p1v1,T1v1=T2v2,T1p1=T2p2
使用条件是:理想气体,可逆绝热过程。
12.T–s图上如何表示绝热过程的技术功wt和膨胀功w?
k
k
k-1
k-1
?k?1k?k?1k.
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p=0 v=0
4-13 在p—v和T—s图上如何判断过程q、w、?u、?h的正负。
通过过程的起点划等容线(定容线),过程指向定容线右侧,系统对外作功,w>0;过程指向定容线左侧,系统接收外功,w<0。
通过过程的起点划等压线(定压线),过程指向定压线下侧,系统对外输出技术功,wt>0;过程指向定压线上侧,系统接收外来技术功,wt<0。
通过过程的起点划等温线(定温线),过程指向定温线下侧,?u<0、?h<0;过程指向定温线上侧,?u>0、?h>0。
通过过程的起点划等熵线(定熵线),过程指向定熵线右侧,系统吸收热量,q>0;过程指向定熵线
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