1H411023 熟悉熱力系統工質能量轉換關系
34、什么是熱力系統(簡稱系統)?
答:在研究分析熱能與機械能的轉換時要選取一定的范圍,該范圍被稱為熱力系統(簡稱系統)。系統外稱為外界,交界面就是邊界,邊界可以是真實的或虛構的,也可以是固定的或移動的。
35、什么是熱力學的閉口系統、開口系統和絕熱系統?
答:系統與外界只有能量交換并無物質交換的系統為閉口系統;
系統與外界既有能量交換又有物質交換的系統為開口系統;
系統與外界之間沒有熱量的交換的系統為絕熱系統。
36、什么是熱力過程?
答:要實現熱能與機械能的轉換需通過工質狀態的變化才能完成。熱力系統由其初始平衡狀態,經過一系列中間狀態變化達到另一新的平衡狀態,其中間的物理變化過程即為熱力過程。
37、什么是熱力學可逆過程和不可逆過程?
答:熱力系統完成某一準平衡過程之后,若能夠沿原變化返回其初始平衡狀態,且對系統和外界均不留下任何影響,則稱該過程稱為可逆過程。反之則為不可逆過程。實際中的熱力過程都是不可逆過程,因為過程中存在著各種各樣的能量損失,系統與外界不可能不留下變化而返回到初始狀態。
38、熱力學第二定律是如何表述的?
答:熱力學第二定律的表述方法有:
(1)熱不可能自發地、不付代價地從低溫物體傳向高溫物體。
(2)凡是有溫度差的地方都能產生動力。
(3)不可能制造出從單一熱源吸熱,使之全部轉化成為功而不留下其他任何變化的熱力發動機。
39、由卡諾循環可得出什么重要結論?
答:(1)循環熱效率ηt 決定于高溫熱源與低溫熱源的溫度T1和T2,提高工質吸熱溫度并且盡可能降低工質排向冷源(大氣環境)的溫度,可提高循環熱效率。
(2)循環熱效率永遠小于100%,因為T1=∞和T2= 0都是無法實現的,這正是熱力學第二定律所揭示的規律。
(3)當T1=T2時,循環熱效率為零。這就是說,在沒有溫差存在的體系中,熱能不可能轉變為機械功,要利用熱能來產生動力,就一定要有溫度高于環境的高溫熱源。
(4)在兩個不同溫度的恒溫熱源間工作的一切可逆循環,均具有相同的熱效率,且與工質的性質無關。
(5)在兩個不同溫度的恒溫熱源間工作的任何不可逆循環,其熱效率必低于在兩個同樣恒溫熱源間工作的可逆循環。實際循環都是不可逆循環,其熱效率必低于同溫限的卡諾循環。
40、常見的基本熱力過程有哪些?
答:(1)定壓過程:熱力系統狀態變化過程中,工質的壓力保持不變。如工質在鍋爐內的吸熱過程。
(2)定溫過程:熱力系統狀態變化過程中,工質的溫度保持不變。如工質在凝汽器內的放熱過程。
(3)定容過程:熱力系統狀態變化過程中,工質的比容保持不變。如工質在汽油機內的加熱過程。
(4)絕熱過程:熱力系統狀態變化過程中,工質與外界無任何熱量交換。如工質在汽輪機內的膨脹做功過程。
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