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课后思考题及习题答案 思考题1-2： 否， 闭口是说没有物质交换 绝热是说没有热量交换没有排除做功的可能，所以不是孤立系统。 思考题1-7： 否，稳定但不平衡，平衡的概念是内外同时建立热和力的平衡，显然铁棒上各点的温度并不相同，即存在热的不平衡 习题1-3： 习题1-4： 习题1-5： p=定值：； pV=定值： 习题1-7： 需由热泵向室内提供的热量为： w kw 习题1-9： kJ/h kw 思考题2-5： 甲与乙的看法都是错误的。首先依题意可知，如果瓶内氧气压力要减少一半，相应的质量也会减少一半。 对于甲的看法：虽然每次抽出的氧气体积不变，但是由于每抽气一次均会导致气瓶中的压力会有所有下降，每次抽出来的氧气质量也是不同的，甲的错误就在于认为每次抽出的来氧气质量会相同。 而对于乙的看法：乙则认为气瓶内氧气体积增大一倍，压力就会减半，但是在抽气过程中，瓶内氧气的质量是在改变的，因此其结论也是错误的。 所抽次数的求解如下： 抽气前气瓶内氧气的状态参数为（p0,v ,m0），可求得原气瓶中氧气的质量m0为： 式 （1） 第一次抽气后，且第一次抽出的气体质量m1，气瓶内氧气的状态参数为（p1,v,mo-m1），以气瓶和抽气筒为一个系统，则： 式 （2） 结合式1和2，可得： 式 （3） 而对于第一次抽出的气体，每次抽出的气体体积为v‘=0.1L： 式 （4） 结合式可求得第一次抽气后气瓶的气体质量为（m0-m1）： 式 （5） 第二次抽出的气体体积同样为v2=0.1L，质量为m2，第二次抽气后气瓶内气体的压力为p2，气瓶内气体质量则为（m0-m1-m2），以气瓶和抽气筒为系统，则有： 式 （6） 将式5代入式6，可得： 式 （7） 依此类推，第n次抽气后气瓶中的氧气压力pn为： 所以，当时，，求得n=35次 思考题2-8： 否，因为，即二者之间的差值只与其气体常数有关，不随温度变化； 由于，而cv是与温度有关的，因此比热容比k与温度是有关的。 思考题2-11： 是的，，所有各成分的质量相同时，相应的质量成份是相同的； 摩尔成份不一定相同，因为，即质量成分相同时，摩尔成份还与各成份的摩尔质量有关。 习题2-3： 求被压入的二氧化碳CO2质量。 解：令起始状态为1（P1,V1,T1, m1），终状态为2（P2,V2,T2, m2），被压入的二氧化碳CO2质量即为m2-m1, 应用理想气体方程：, , 由题意可知： V2=V1=3m3 ，R=188.9 J/kg·K（查表2-1） ， ， 故： 习题2-6： 储气灌初始质量m1： 储气灌终态时质量m2： 压缩机每分钟充入空气的质量： 由已知条件可知：p1=p0=0.1Mpa, T1=T2=T0=273+15=288K, V1=V2=8.5m3, V0=3m3 故所需时间t为： 习题2-9： 求氮的质量m: , 故: 求熔化温度 K 习题2-14： 设标准状态下空气质量流量为m（kg/h）， 由于 则： kg/h 按平均比热容计算： 查表2-4（线性插值法）：； （kJ/h） 按真实比热容经验公式计算： (查表2-3) （kJ/h） 按定值比热容计算： 将空气看做双原子气体，其定压摩尔比热容Mcp为： kJ/kmol·k （kJ/h） 习题2-16： 求混合气体质量m: 由已知条件及可知，需先求得混合气体的气体常数R 而 由已知条件可求得： 则： 故 （大气压B:，1mmHg=133.322 Pa） 习题2-18： (kg/m3) Pa Pa Pa Pa Pa Pa 习题3-1 可将热力系统取为：礼堂中的空气，则可知该系统为闭口系统。 根据闭口系统能量方程： 由于系统中没有作功，故W=0； 因此，由上式可知，系统所得热量Q为热力学能的增加△U；而依题意可知系统热力学能的增加等于人体的散热量，即： kJ 将热力系统取为：礼堂中的空气和人，则可知该系统为闭口系统， 闭口系统能量方程： 由于系统中没有作功，故W=0； 由于系统对外界没有传热，即Q为0，而对整个礼堂的空气和人来说没有外来热量，所以系统热力学能的增加△U为0； 空气温度的升高是由于人体对环境的散热量由空气吸收，从而导致的空气热力学能增加。 习题3-2 对量热器： 依题意有： kJ kJ 故： kJ 习题3-3 对整个刚性水箱： 系统与外界绝热，则： kJ 而 求得：℃ 习题3-5 对1-a-2 -b-1过程： 其中，由于1-a-2 -b-1过程为一闭口循环，故△U=0，则有