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作业 第一章 热力学的基本概念 第一章单元作业
1、 解释工质、孤立系统、准平衡过程、可逆过程的概念。
评分规则: 实现热能和机械能相互转化的媒介物质叫做工质。
当一个热力系统和外界既无能量交换又无物质交换时，则该系统就称为孤立系统。
若过程进行得相对缓慢，工质在平衡被破坏后自动回复平衡所需的时间，即所谓驰豫时间又很短，工质有足够的时间来恢复平衡，随时都不致显著偏离平衡状态，那么这样的过程就叫做准平衡过程。
当完成了某一过程之后，如果有可能使工质沿相同的路径逆行而回复到原来状态，并使相互作用中所涉及的外界亦回复到原来状态，而不留下任何改变，则这一过程就叫做可逆过程。
2、 什么是不可逆过程？系统在经历不可逆过程后是否还能恢复到原来的状态，为什么？
评分规则: 不可逆过程指，在完成一个过程后，系统和外界环境不可能同时恢复到原来的状态。
系统在经历一个不可逆过程后是可以恢复到原来的状态的。
当将系统和外界环境作为一个整体系统时，经历不可逆过程后，该整体是一定不能恢复到原来的状态的。
3、 请给出“热量”和“功”的定义，并分析其异同。
评分规则: 热量是热力系和外界之间仅由于温度不同而通过边界传递的能量，功是热力系统工质流通过边界而传递的能量，其全部效果可表现为举起重物。
相同点：均为过程量，都通过边界传递；
不同点：功是有规则的宏观运动所传递的能量，在作功时往往伴随能量形式的转化；热是大量的微观粒子无规则热运动时传递的能量，传热过程中不出现能量形式的变化；同时功可以无条件转化为热，反之则不行。
4、 什么是热力系统？热力系统可分为几类？
评分规则: 通常根据研究问题的需要，人为地划分一个或多个任意几何面围成的空间作为热力学研究对象，这种空间内物质的总和称为热力学系统。
可分为：闭口系统与开口系统；简单系统、绝热系统与孤立系统；等。
作业 第二章 热力学第一定律 第二章课程作业
1、 本章中学习了四中功，技术功、轴功、体积变化功、推动功，请描述这四种功之间的异同。
评分规则: 评分指导1：体积变化功表示工质气体因体积变化而与外界交换的功，
；（1分）评分指导2：推动功之差是流动功，是系统用于维持工质流动所需的功，
;（1分）评分指导3：轴功表示流过开口系统的工质对机器做出的由机器轴向外输出的功；（1分）评分指导4：技术功工程技术上可以直接被利用的功，对于开口系统它包括轴功、工质的势能与动能，对于闭口系统他和体积变化功是一致的。（2分）
2、 为什么推动功出现在开口系能量方程式中，而不出现在闭口系能量式中？
评分规则: 推动功是由流进（出）系统的工质传递而由工质后面的物质系统作出的。
对于闭口系统，不存在工质的流进（出）所以不存在这样进行传递的功。
3、 稳定流动能量方程式是否可应用于像活塞式压气机这样的机械稳定工况运行的能量分析？为什么？
评分规则: 可以。稳定流动能量方程式可应用于任何稳定流动过程
对于连续工作的周期性动作的能量转换装置，只要在平均单位时间所作的轴功、吸热量以及工质的平均流量为常量，虽然它内部工质的状态及流动情况是变化的，但这种周期性的变化规律不随时间而变，所以仍然可以利用稳定流动能量方程式分析其能量转换关系。
4、 根据稳定流动能量方程，写出热交换器，热机，泵的能量方程。
评分规则: 热交换器：Q=qm（h2-h1）
热机：ws=wt=h1-h2
泵：-ws=h2-h1
作业 第三章 理想气体性质及基本过程 第三章单元作业
1、 何为理想气体？在实际计算中如何决定可否使用理想气体的一些公式
评分规则: 理想气体是实际上并不存在的假想气体，这些气体的分子是一些弹性的、不占体积的质点，分子之间也没有相互作用力。它是实际气体压力趋于零，比体积趋于无穷大的一种极限状态。
在实际计算中，什么情况下可使用理想气体的公式取决于气体离液体的远近和计算所要求的精确度。在工程上常用的气体，如氧气、氮气、氢气、一氧化碳、二氧化碳、以及空气、烟气、燃气等在通常使用的温度、压力下均可看作理想气体进行分析计算。
2、 解释质量定压热容、平均比热容、理想混合气体的分容积、混合气体的质量成分的概念。
评分规则: 质量定压热容：在压力保持不变的情况下，1kg质量的物质温度升高（或降低）1℃所加入（或所放出）的热量。单位用Kj/(kg·k)
平均比热容：指在一定的温度范围内，单位物量的气体所吸收（或放出）的热量与温度差的比值。
理想混合气体的分容积：某组成气体在混合气体的温度和混合气体的总压力下所占的体积。
混合气体的质量成分：混合气体中某一种组成气体的质量与混合气体总质量之比，称为该组成气体的质量分数。
作业 第四章 水蒸气的热力性质和热力过程 第四章单元作业
1、 物质的临界点与三相点的状态参数是不是唯一确定的？他们的物理意义分别是什么？
评分规则: 物质的临界点与三相点的状态参数是唯一确定的；
在相图（
图）上工质三条相界线的交点为其气、液、固三相平衡共存的状态点，称为三相点；
汽化线从三相点出发，随温度和压力的升高有一上端点，即为临界点。临界点是饱和液线和饱和气线的交点，此处工质的液态与气态具有相同的状态参数，称为临界状态。临界点之上，气液状态不分。
2、 已知某冷凝器内水蒸气的参数为p=4241Pa, t=30℃，h=2345kJ/kg，试计算此状态下的干度，熵和比体积。
评分规则: 查饱和水及干饱和蒸汽热力性质表：t=30℃：
=125.66kJ/kg，
=2556.4kJ/kg
，
=0.0010043
，
干度：
熵：
作业 第五章 热力学第二定律 第五章单元作业
1、 1kg空气经绝热节流，由状态
变化到状态
。试确定有效能损失。（取大气温度
）
评分规则: 由热力学第一定律，绝热节流过程 
假设空气为理想气体，则
由绝热稳流熵方程：熵产
有效能损失：
2、 已知A,B,C三个热源的温度分别为500K，400K，300K，有可逆热机在这三个热源之间工作。若可逆热机从热源A净吸入3000kJ热量，输出净功400kJ，试求可逆机与B, C两热源的换热量。
评分规则: 可逆机，根据孤立系统熵增原理，熵产 
;
假设热源A, B, C净输出的热量分别为 
，即：
由能量守恒：
解得
因此，可逆机向热源B放热3200kJ，从热源C吸热600kJ。
作业 第六章 实际气体性质及热力学一般关系式 第六章单元作业
1、 范德瓦尔方程的精度不高， 但在实际气体状态方程的研究中范德瓦尔的地位却很高，为什么？
评分规则: 范德瓦尔方程是第一个实际气体状态方程，在各种实际气体状态方程中它的形式最简单；它较好地定性描述了实际气体的基本特征；其它半理论半经验的状态方程都是沿范德瓦尔方程推进的。
2、 什么是特征函数？试说明u=u（s，p）是否是特征函数。
评分规则: 某些状态参数表示成特定的两个独立参数的函数时，只需一个状态参数就可以确定系统的其他参数，这样的函数就称为特征函数。热力学能函数仅在表示成熵及比体积的函数才是特征函数，换成其他独立参数，如u=（s，p），则不能由全部确定其它平衡性质，也就不是特征函数了。
3、 实际气体性质与理想气体性质差异产生的原因是什么？在什么条件下才可以把实际气体作理想气体处理？
评分规则: 差异产生的原因就是理想气体忽略了分子体积和分子间作用力。当p趋于0时，实际气体成为理想气体。实际情况是当实际气体距离其液体较远时，分子体积与分子间作用力很小，可以把实际气体当作理想气体处理。
4、 水的相图和一般物质的相图区别在哪里？为什么
评分规则: 一般物质的相图中，液固平衡曲线的斜率为正值，压力越高，平衡温度（相变温度）越高。水的相图中，液固平衡曲线的斜率为负值，导致压力越高，平衡温度（相变温度）越低。
作业 第七章 气体与蒸气的流动 第七章单元作业
1、 对改变气流速度起主要作用的是通道的形状还是气流本身的状态变化？
评分规则: 对改变气流速度起主要作用的是气流本身的状态变化，即力学条件。通道的形状即几何条件也对改变气流速度起重要作用，两者不可或缺。但在某些特殊的、局部的场合，矛盾的主次双方发生转化，通道的形状可能成为主要作用方面。
2、 在高空飞行可达到超高音速的飞机在海平面上是否能达到相同的高马赫数？
评分规则: 不能。高空气温低，由理想气体音速
,可知当地声速比较低，一定的飞行速度可以取得较高的马赫数，而海平面温度比高空高几十K，相应声速较大，同样的飞行速度所获得的马赫数要小一些。此外，高空空气比海平面稀薄得多，飞行阻力也小得多，所以飞行速度上也会有差异。
作业 第八章 压气机的热力过程 第八章单元作业
1、 利用人工打气筒为车胎打气时用湿布包裹气筒的下部，会发现打气时轻松了一点，工程上压气机气缸常以水冷或气缸上有肋片，为什么？
评分规则: 湿布使打气筒散热增强，气缸水冷或加装肋片也是为了增强散热，从而使压缩过程离开绝热靠近定温，压缩耗功减少。
2、 压气机按定温压缩时，气体对外放出热量，而按绝热压缩时，不向外放热，为什么定温压缩反较绝热压缩更为经济？
评分规则: 压气机耗功中有意义的部分是技术功，不考虑宏观动能和势能的变化，就是轴上输入的功，而同样进出口压力定温过程消耗的技术功比绝热过程少，绝热过程消耗的技术功有一部分用于提高气体温度。
作业 第九章 气体动力循环 第九章单元作业
1、 通过分析和比较内燃机循环可以发现，各种理想循环在吸热前都有绝热压缩过程，这是否是必然的？
评分规则: 不是必然的，例如斯特林循环就没有绝热压缩过程。对于一般的内燃机来说，工质在气缸内压缩，由于内燃机的转速非常高，压缩过程在较短时间内完成，缸内又没有很好的冷却设备，所以一般都认为缸内进行的是绝热压缩。
2、 根据卡诺定理和卡诺循环，热源温度越高，循环热效率越大，燃气轮机装置工作为什么要用二次冷却空气与高温燃气混合，使混合气体降低温度，再进入燃气轮机？
评分规则: 这是因为高温燃气的温度过高，燃气轮机的叶片无法承受这么高的温度，所以为了保护燃气轮机要将燃气降低温度后再引入装置工作。同时加入大量二次空气，大大增加了燃气的流量，这可以增加燃气轮机的做功量。
作业 第十章 蒸气动力装置循环 第十章单元作业
1、 用蒸汽作为循环工质，其吸热和放热接近定温过程，而我们又常说以定温吸热和定温放热最为有利，可是为什么在大多数情况下蒸汽循环反较柴油机循环的热效率低？
评分规则: 柴油机的气缸壁因为有冷却水和进入气缸的空气冷却，燃烧室和叶片都可以冷却，其材料可以承受较高燃气温度，燃气温度通常可达到1800K-2300K，而蒸汽循环蒸汽过热器外面是高温燃气里面是蒸汽，所以过热器壁面温度必须高于蒸气温度，这与柴油机是不同的，蒸气循环的最高蒸汽温度很少超过600k。因此蒸汽循环的热效率较低。
2、 干饱和蒸汽朗肯循环与同样压力下的过热蒸汽朗肯循环相比较，前者更接近卡诺循环，但热效率却比后者低，如何解释此结果？
评分规则: 干饱和蒸汽朗肯循环局限于饱和区，上限温度受制于临界温度，导致其平均吸热温度较低，故即使实现卡诺循环，其热效率也不高。
作业 第十一章 制冷循环 第十一章单元作业
1、 为什么同一装置既可做制冷机又可作热泵？
评分规则: 因为热泵循环与制冷循环的本质都是消耗高质能以实现热量从低温热源向高温热源的传输。热泵循环和制冷循环的热力学原理相同。
2、 压缩蒸气制冷循环采用节流阀来代替膨胀机，压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法？为什么？
评分规则: 压缩空气制冷循环不能采用节流阀来代替膨胀机。工质在节流阀中的过程是不可逆绝热过程，不可逆节流熵增大，所以不但减少了制冷量也损失了可逆绝热膨胀可以带来的功量。而压缩蒸气制冷循环在膨胀过程中，因为工质的干度很小，所以能得到的膨胀功也极小。而增加一台膨胀机，既增加了系统的投资，又降低了系统工作的可靠性。因此，为了装置的简化及运行的可靠性等实际原因采用节流阀作绝热节流。
作业 第十二章 湿空气的特性 第十二章单元作业
1、 一加热器入口湿空气状态：
，
，
。加热器出口状态：
。
对应的饱和蒸汽压分别为
。湿空气的质量流量为150kg/h。求加热器的加热量及出口的相对湿度。
评分规则: 加热过程含湿量不变，
干空气的质量流量，
计算湿空气进出口的焓，
加热器的加热量：Q=h2-h1=2267.5(kJ/h)
已知出口温度和含湿量，则出口相对湿度根据
可计算出，
=22.4%
2、 未饱和湿空气经历绝热加湿过程，其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化？
评分规则: （干球温度降低）、（湿球温度不变）、（露点温度不变）各一分
作业 第十三章 化学热力学基础 第十三章单元作业
1、 化学反应实际上都有正向反应与逆向反应在同时进行，化学反应是否都是可逆反应？怎样的反应才是可逆反应？
评分规则: 一切含有化学反应的实际过程都是不可逆的。并不是能够逆向进行就是可逆过程，如果在完成某含有化学反应的过程后，当使过程沿相反方向进行时，能够使物系和外界完全恢复到原来状态，不留下任何任何变化，这样的理想过程是可逆过程。
2、 在无化学反应的热力变化过程中，如果有两个独立的状态参数各保持不变，则过程就不可能进行。在进行化学反应的物系中是否受此限制？
评分规则: 不受此限制。对于无化学的热力变化过程，俩个独立的状态参数确定工质的状态。所以两个独立的状态参数保持不变，过程就不能进行。而化学反应的物系中，还有物质成分或浓度的变化，其平衡状态往往需要两个以上的独立参数。所以不受此限制。