1．闭⼝系与外界⽆物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热⼒系⼀定是闭⼝系统吗？不⼀定，稳定流动系统内质量也保持恒定。
2．有⼈认为开⼝系统内系统与外界有物质交换，⽽物质⼜与能量不可分割，所以开⼝系统不可能是绝热系。对不对，为什么？
不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进⾏传递（传热量），随物质进出的热能（准确地说是热⼒学能）不在其中。3．平衡状态与稳定状态有何区别和联系？
平衡状态⼀定是稳定状态，稳定状态则不⼀定是平衡状态。
4．倘使容器中⽓体的压⼒没有改变，试问安装在该容器上的压⼒表的读数会改变吗？绝对压⼒计算公式p =p b +p g (p > p b ), p = p b -p v (p < p b )中，当地⼤⽓压是否必定是环境⼤⽓压？
当地⼤⽓压p b 改变，压⼒表读数就会改变。当地⼤⽓压p b 不⼀定是环境⼤⽓压。
5．温度计测温的基本原理是什么？
热⼒学第零定律 The zeroth law of thermodynamicsenables us to measure temperature. In
order to measure temperature of body A, we compare body C — a thermometer — with body A and temperature scales (温度的标尺，简称温标) separately. When they are in thermal equilibrium, they have the same temperature. Then we can knowthe temperature of body A with temperature scale marked on thermometer.p 2=p g 2+p 1 p b p g 2 p g 1 p 1=p g 1+p b4题图
6．经验温标的缺点是什么？为什么？
不同测温物质的测温结果有较⼤的误差，因为测温结果依赖于测温物质的性质。7．促使系统状态变化的原因是什么？举例说明。有势差（温度差、压⼒差、浓度差、电位差等等）存在。
8．分别以图1-20所⽰的参加公路⾃⾏车赛的运动员、运动⼿枪中的压缩空⽓、杯⼦⾥的热⽔和正在运⾏的电视机为研究对象，说明这些是什么系统。
参加公路⾃⾏车赛的运动员是开⼝系统、运动⼿枪中的压缩空⽓是闭⼝绝热系统、杯⼦⾥的热⽔是开⼝系统（闭⼝系统——忽略蒸发时）、正在运⾏的电视机是闭⼝系统。
9．家⽤电热⽔器是利⽤电加热⽔的家⽤设备，通常其表⾯散热可忽略。取正在使⽤的家⽤电热⽔器为控制体（但不包括电加热器），这是什么系统？把电加热器包括在研究对象内，这是什么系统？什么情况下能构成孤⽴系统？
不包括电加热器为开⼝（不绝热）系统（a 图）。包括电加热器则为开⼝绝热系统（b 图）。 将能量传递和质量传递（冷⽔源、热⽔汇、热源、电源等）全部包括在内，9题图a b
冷⽔ 冷⽔热⽔
传热 传热 热⽔ 电流
构成孤⽴系统。或者说，孤⽴系统把所有发⽣相互作⽤的部分均包括在内。10．分析汽车动⼒系统（图1-21）与外界的质能交换情况。
吸⼊空⽓，排出烟⽓，输出动⼒（机械能）以克服阻⼒，发动机⽔箱还要⼤量散热。不考虑燃烧时，燃料燃烧是热源，燃⽓⼯质吸热；系统包括燃烧时，油料发⽣减少。
11．经历⼀个不可逆过程后，系统能否恢复原来状态？包括系统和外界的整个系统能否恢复原来状态？
经历⼀个不可逆过程后，系统可以恢复原来状态，它将导致外界发⽣变化。包括系统和外界的整个⼤系统不能恢复原来状态。
12．图1-22中容器为刚性绝热容器，分成两部分，⼀部分装⽓体，⼀部分抽成真空，中间是隔板，（1）突然抽去隔板，⽓体（系统）是否作功？
（2）设真空部分装有许多隔板，逐个抽去隔板，每抽⼀块板让⽓体先恢复平衡在抽下⼀块，则⼜如何？
（3）上述两种情况从初态变化到终态，其过程是否都可在p -v 图上表⽰？
13．过程1a2是可逆过程，过程1b2是不可逆过程。有⼈说过程1a2对外作功⼤于过程1b2，你是否同意他的说法？为什么？
不同意。过程1a2的作功量是确定的，⽽过程1b2的作功量不确定，因⽽⽆法⽐较。
14．系统经历⼀可逆正向循环和其逆向可逆循环后，系统和外界有什么变化？若上述正向循环及逆向循环中有不可逆因素，则系统及外界有什么变化？p v1 a b 2
系统经历⼀可逆正向循环和其逆向可逆循环后，系统和外界没有变化。若上述正向循环及逆向循环中有不可逆因素，则系统恢复原来状态，外界则留下了变化（外界的熵增加）。
15．⼯质及⽓缸、活塞组成的系统经循环后，系统输出功中是否要减去活塞排斥⼤⽓功才是有⽤功？不需要。
1．热⼒学能就是热量吗？
不是。热⼒学能是⼯质的状态参数，是⼯质的性质，是⼯质内部储存能量，是与状态变化过程⽆关的物理量。热量是⼯质状态发⽣变化时通过系统边界传递的热能，其⼤⼩与变化过程有关，热量不是状态参数。
2．若在研究飞机发动机中⼯质的能量转换规律时把参考坐标建在飞机上，⼯质的总能中是否包括外部储存能？在以氢、氧为燃料的电池系统中系统的热⼒学能是否应包括氢和氧的化学能？
⽆论参考坐标建⽴在何处，⼯质的总能中始终包括外部储存能，只不过参考坐标建⽴合适，⼯质的宏观动能、宏观势能的值等于零，便于计算。
氢氧燃料电池中化学能变化是主要的能量变化，因⽽不可忽略。
3．能否由基本能量⽅程式得出功、热量和热⼒学能是相同性质的参数的结论？q= u＋w
不能。基本能量⽅程式仅仅说明且充分说明功、热量和热⼒学能都是能量，都是能量存在的⼀种形式，在能量的数量上它们是有等价关系的。⽽不涉及功、热量和热⼒学能的其他属性，也表明功、热量和热⼒学能的其他属性与能量本质⽆关。4．⼀刚性容器，中间⽤绝热隔板分为两部分，A 中存有⾼压空⽓，B 中保持真空，如图2-12所⽰。若将隔板抽去，分析容器中空⽓的热⼒学能将如何变化？若在隔板上有⼀⼩孔，⽓体泄漏⼊B 中，分析A 、B 两部分压⼒相同时A 、B 两部分⽓体热⼒学能如何变化？q =?u ＋w
q=0，?u 为负值（u 减少），转化为⽓体的动能，动能在B 中经内部摩擦耗散为热能被⽓体重新吸收，热⼒学能增加，最终?u =0。
5． 热⼒学第⼀定律的能量⽅程式是否可写成下列形式？为什么？q =?u +pv
q 2-q 1=(u 2-u 1)+(w 2-w 1)
不可以。w 不可能等于pv ，w 是过程量，pv 则是状态参数。q 和w 都是过程量，所以不会有q 2-q 1和w 2-w 1。6． 热⼒学第⼀定律解析式有时写成下列两者形式：q =?u ＋wq =?u ＋12?pdv
分别讨论上述两式的适⽤范围。
前者适⽤于任意系统、任意⼯质和任意过程。后者适⽤于任意系统、任意⼯质和可逆过程。
7．为什么推动功出现在开⼝系能量⽅程中，⽽不出现在闭⼝系能量⽅程式中？
推动功的定义为，⼯质在流动时，推动它下游⼯质时所作的功。开⼝系⼯质流动，⽽闭⼝系⼯质不流动，所以推动功出现在开⼝系能量⽅程中，⽽不出现在隔板 A B 图2-12 ⾃由膨胀闭⼝系能量⽅程式中。
我个⼈认为推动功应该定义为由于⼯质在⼀定状态下占有⼀定空间所具有的能量，它是⼯质本⾝所固有的性质，是⼀个状态参数。推动功既可以出现在开⼝系能量⽅程中，也可以出现在闭⼝系能量⽅程式中（需要把w拆开，w＝w t＋?(pv)）。——占位
能
8．焓是⼯质流⼊（或流出）开⼝系时传递⼊（或传递出）系统的总能量，那么闭⼝系⼯质有没有焓值？
⽐较正规的答案是，作为⼯质的状态参数，闭⼝系⼯质也有焓值，但是由于⼯质不流动，所以其焓值没有什么意义。焓=热⼒学能+占位能
9．⽓体流⼊真空容器，是否需要推动功？
推动功的定义为，⼯质在流动时，推动它下游⼯质时所作的功。下游⽆⼯质，故不需要推动功。利⽤开⼝系统的⼀般能量⽅程式推导的最终结果也是如此。10．稳定流动能量⽅程式（2-21）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？
可以。热⼒系统的选取有很⼤的⾃由度。⼀般把活塞式压⽓机取为闭⼝系统，是考察其⼀个冲程内的热⼒变化过程。如果考虑⼀段时间内活塞式压⽓机的⼯作状况和能量转换情况，就需要把它当成稳定流动系统处理，包括进排⽓都认为是连续的。11．为什么稳定流动开⼝系内不同部分⼯质的⽐热⼒学能、⽐焓、⽐熵等都会改变，⽽整个系统的?U CV=0、?H CV=0、?SCV=0?
控制体的?U CV=0、?H CV=0、?S CV=0是指过程进⾏时间前后的变化值，稳定流动系统在不同时间内各点的状态参数都不发⽣变化，所以?U CV=0、?H CV=0、?S CV=0。稳定流动开⼝系内不同部分⼯质的⽐热⼒学能、⽐焓、⽐熵等的改变仅仅是依坐标的改变。
12．开⼝系实施稳定流动过程，是否同时满⾜下列三式：δQ=dU+δWδQ=dH+δW tδQ=dH+()22f c d m +mgdz+δW
i 上述三式中，W 、W t 和W i 的相互关系是什么？ 答：都满⾜。 δW=d(pV)+ δW t = d(pV)+()22
f c d m +mgdz+δW i δW t = ()22f c d m +mgdz+δW i
13. ⼏股流体汇合成⼀股流体称为合流，如图2-13所⽰。⼯程上⼏台压⽓机同时
向主⽓道送⽓以及混合式换热器等都有合流的问题。通常合流过程都是绝热的。取1-1、2-2和3-3截⾯之间的空间为控制体积，列出能量⽅程式并导出出⼝截⾯上焓值h 3的计算式。进⼊系统的能量–离开系统的能量=系统贮存能量的变化系统贮存能量的变化：不变。
进⼊系统的能量：q m1带⼊的和q m2带⼊的。没有热量输⼊。q m1（h 1+c f12/2+gz 1）+ q m2（h 2+c f22/2+gz 2）离开系统的能量：q m3带出的，没有机械能（轴功）输出。q m1 1p 1, T 1 31 q m3p 3, T 32 3q m2
p 2, T 2 2图2-13 合流
q m3（h 3+c f32/2+gz 3）
如果合流前后流速变化不太⼤，且势能变化⼀般可以忽略，则能量⽅程为：q m1?h 1+ q m2?h 2= q m3?h 3出⼝截⾯上焓值h 3的计算式h 3= （q m1?h 1+ q m2?h 2）/ q m3
本题中，如果流体反向流动就是分流问题，分流与合流问题的能量⽅程式是⼀样的，⼀般习惯前后反过来写。q m1?h 1 = q m2?h 2+ q m3?h 3
1．怎样正确看待“理想⽓体”这个概念？在进⾏实际计算时如何决定是否可采⽤理想⽓体的⼀些公式？
第⼀个问题很含混，关于“理想⽓体”可以说很多。可以说理想⽓体的定义：理想⽓体，是⼀种假想的实际上不存在的⽓体，其分⼦是⼀些弹性的、不占体积的质点，分⼦间⽆相互作⽤⼒。也可以说，理想⽓体是实际⽓体的压⼒趋近于零时极限状况。还可以讨论什么情况下，把⽓体按照理想⽓体处理，这已经是后⼀个问题了。后⼀个问题，当⽓体距离液态⽐较远时（此时分⼦间的距离相对于分q m3 3p 3, T 3 13 q m1p 1, T 12 1q m2p 2, T 2 2图2-14 分流
⼦的⼤⼩⾮常⼤），⽓体的性质与理想⽓体相去不远，可以当作理想⽓体。理想⽓体是实际⽓体在低压⾼温时的抽象。2．⽓体的摩尔体积V m是否因⽓体的种类⽽异？是否因所处状态不同⽽异？任何⽓体在任意状态下摩尔体积是否都是0.022414m3/mol？
⽓体的摩尔体积V m不因⽓体的种类⽽异。所处状态发⽣变化，⽓体的摩尔体积也随之发⽣变化。任何⽓体在标准状态（p=101325Pa，T=273.15K）下摩尔体积是0.022414m3/mol。在其它状态下，摩尔体积将发⽣变化。3．摩尔⽓体常数R值是否随⽓体的种类⽽不同或状态不同⽽异？摩尔⽓体常数R是基本物理常数，它与⽓体的种类、状态等均⽆关。
4．如果某种⼯质的状态⽅程式为pv=R g T，这种⼯质的⽐热容、热⼒学能、焓都仅仅是温度的函数吗？是的。
5．对于确定的⼀种理想⽓体，c p–c v是否等于定值？c p/c v是否为定值？c p–c v、c p/c v 是否随温度变化？
c p–c v=R g，等于定值，不随温度变化。c p/c v不是定值，将随温度发⽣变化。6．迈耶公式c p–c v=R g是否适⽤于动⼒⼯程中应⽤的⾼压⽔蒸⽓？是否适⽤于地球⼤⽓中的⽔蒸⽓？不适⽤于前者，⼀定条件下近似地适⽤于后者。
7．⽓体有两个独⽴的参数，u（或h）可以表⽰为p和v的函数，即u=f(p, v)。但⼜曾得出结论，理想⽓体的热⼒学能（或焓）只取决于温度，这两点是否⽭盾？为什么？
不⽭盾。pv=R g T。热⼒学能（或焓）与温度已经相当于⼀个状态参数，他们都可以表⽰为独⽴参数p和v的函数。
8．为什么⼯质的热⼒学能、焓和熵为零的基准可以任选，所有情况下⼯质的热⼒学能、焓和熵为零的基准都可以任选？理想⽓体的热⼒学能或焓的参照状态通常
选定哪个或哪些个状态参数值？对理想⽓体的熵⼜如何？
我们经常关注的是⼯质的热⼒学能、焓和熵的变化量，热⼒学能、焓和熵的绝对量对变化量没有影响，所以可以任选⼯质的热⼒学能、焓和熵为零的基准。所有情况下⼯质的热⼒学能、焓和熵为零的基准都可以任选？不那么绝对，但是在⼯程热⼒学范围内，可以这么说。⼯质的热⼒学能、焓和熵的绝对零点均为绝对零度（0K ），但是⽬前物理学研究成果表明，即使绝对零度，⼯质的热⼒学能、焓和熵也不准确为零，在绝对零度，物质仍有零点能，由海森堡测不准关系确定。（热⼒学第三定律可以表述为，绝对零度可以⽆限接近，但永远不可能达到。）
标准状态（p =101325Pa ，T =273.15K ）。（p =101325Pa ，T =293.15K ）、（p =101325Pa ，T =298.15K ），⽔的三相点，等等。
9．⽓体热⼒性质表中的u 、h 及s 0的基准是什么状态？标准状态
10．在图3-15所⽰的T –s 图上任意可逆过程1–2的热量如何表⽰？理想⽓体1和2状态间热⼒学能变化量、焓变化量能否在图上⽤⾯积表⽰？若1–2经过的是不可逆过程⼜如何？
曲线1-2下的曲边梯形⾯积就是任意可逆过程1–2的热量。dQ=TdS 沿过程的积分。Q=?U+W ，所以?U=Q –W 。不可逆过程传热量不能⽤曲边梯形⾯积表达，但是热⼒学能和焓还可以⽤原⽅式表达，因为热⼒学能和焓都是状态参数，其变化与过T0 s 1 2p=0p v12U
程路径⽆关。
11．理想⽓体熵变计算式（3-39）、（3-41）、（3-43）等是由可逆过程导出，这些计算式是否可以⽤于不可逆过程初、终态的熵变？为什么？
可以。熵是状态参数，其变化与过程路径⽆关。
12．熵的数学定义式为ds=dq/T，⼜dq=cdT，故ds=(cdT)/T。因理想⽓体的⽐热容是温度的单值函数，所以理想⽓体的熵也是温度的单值函数，这⼀结论是否正确？若不正确，错在何处？
不正确。错在c不是状态参数，与过程有关。是温度单值函数的是定过程⽐热。13．试判断下列各说法是否正确：
（1）⽓体吸热后熵⼀定增⼤；（2）⽓体吸热后温度⼀定升⾼；（3）⽓体吸热后热⼒学能⼀定增加；（4）⽓体膨胀时⼀定对外作功；（5）⽓体压缩时⼀定耗功。
（1）正确；（2）不正确；（3）不正确；（4）正确；（5）正确。
14．氮、氧、氨这样的⼯质是否和⽔⼀样也有饱和状态的概念，也存在临界状态？
是的。⼏乎所有的纯物质（⾮混合物）都有饱和状态的概念，也存在临界状态。此外的物质性质更为复杂。15．⽔的三相点的状态参数是不是唯⼀确定的？三相点与临界点有什么差异？
⽔的三相点的状态参数是唯⼀确定的，这⼀点由吉布斯相律确认：对于多元（如k个组元）多相（如f个相）⽆化学反应的热⼒系，其独⽴参数，即⾃由度n = k–f + 2。三相点：k =1，f = 3，故n = 0。
三相点是三相共存点，在该点发⽣的相变都具有相变潜热。临界点两相归⼀，差别消失，相变是连续相变，没有相变潜热。三相点各相保持各⾃的物性参数没有巨⼤的变化，临界点的物性参数会产⽣巨⼤的峰值变化。三相点和临界点是蒸汽压曲线的两
个端点。三相点容易实现，临界点不容易实现。16．⽔的汽化潜热是否是常数？有什么变化规律？
⽔的汽化潜热不是常数，三相点汽化潜热最⼤，随着温度和压⼒的提⾼汽化潜热逐渐缩⼩，临界点处汽化潜热等于零。17．⽔在定压汽化过程中，温度保持不变，因此，根据q =?u +w ，有⼈认为过程中的热量等于膨胀功，即q =w ，对不对？为什么？
不对。?u =c v ?T 是对单相理想⽓体⽽⾔的。⽔既不是理想⽓体，汽化⼜不是单相变化，所以q =w 的结论是错的。18．有⼈根据热⼒学第⼀定律解析式δq =dh –v d p 和⽐热容的定义c =
dT q δ，所以认为T c h T T p p ?=?21是普遍适⽤于⼀切⼯质的。进⽽推论得出⽔定压汽化时，温度不变，因此其焓变量T c hT T pp ?=?2
1=0。这⼀推论错误在哪⾥？ c =
dT q δ是针对单相⼯质的，不适⽤于相变过程。
1．试以理想⽓体的定温过程为例，归纳⽓体的热⼒过程要解决的问题及使⽤⽅法。
要解决的问题：揭⽰过程中状态参数的变化规律，揭⽰热能与机械能之间的转换情况，找出其内在规律及影响转化的因素。在⼀定⼯质热⼒性质的基本条件下，研究外界条件对能量转换的影响，从⽽加以利⽤。
使⽤的⽅法：分析典型的过程。分析理想⽓体的定值的可逆过程，即过程进⾏时限定某⼀参数不发⽣变化。分析步骤1)
建⽴过程⽅程式； 2)
找出（基本）状态参数的变化规律，确定不同状态下参数之间的关系； 3) 求出能量参数的变化（过程功、技术功、热⼒学能、焓、熵、传热量等等）；
4) 画出过程变化曲线（在T -s 图、p -v 图上）。
2．对于理想⽓体的任何⼀种过程，下列两组公式是否都适⽤？
u =c v (t 2–t 1)，?h =c p (t 2–t 1)；q =?u =c v (t 2–t 1)，q =?h =c p (t 2–t 1)
第⼀组都适⽤，第⼆组不适⽤。第⼆组第⼀式只适⽤于定容过程，第⼆式只适⽤于定压过程。
3．在定容过程和定压过程中，⽓体的热量可根据过程中⽓体的⽐热容乘以温差来计算。定温过程⽓体的温度不变，在定温膨胀过程中是否需要对⽓体加⼊热量？如果加⼊的话应如何计算？需要加⼊热量。q =?u +w , 对于理想⽓体，q =w =121lnv v RT 或q =?h +w t , 对于理想⽓体，q =w t =1
21ln v v RT 。 4．过程热量q 和过程功w 都是过程量，都和过程的途径有关。由理想⽓体可逆定温过程热量公式q =1211ln v v v p 可知，只要状态参数p 1、v 1和v 2确定了，q 的数值也确定了，是否可逆定温过程的热量q 与途径⽆关？
―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δw ，问这时δQ =mc v d T 是否成⽴？
不成⽴。搅拌功δw 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。δQ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w t 的计算式w =u 1–u 2，w t =h 1–h 2
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？(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≠ q1-4-3。图中1–2、4–3各为定容过程，1–4、2–3各为定压过程。证明：q1-2-3=q1-2+q2-3，q1-4-3= q1-4+ q4-3q1-2= c v(T2–T1)，
q2-3= c p(T3–T2)= c v(T3–T2)+R(T3–T2)，q4-3= c v(T3–T4)，
q1-4= c p(T4–T1) = c v(T4–T1)+R(T4–T1)。
∴q1-2-3=q1-2+q2-3= c v(T2–T1)+ c v(T3–T2)+R(T3–T2) = c v(T3–T1)+R(T3–T2)q1-4-3= q1-4+ q4-3= c v(T4–T1)+R(T4–T1)+c v(T3–T4) = c v(T3–T1)+R(T4–T1)于是q1-2-3–q1-4-3= R(T3–T2)–R(T4–T1)7题图p2 31 4 O v图4-17
=R [(T 412p p –T 112p p )–(T 4–T 1)]= R (1
2p p –1)(T 4–T 1)>0 所以，q 1-2-3≠ q 1-4-3，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，(1) 试问?u ab 与?u ac 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，T b >T c ，所以?u ab >?u ac 。若b 点及c 点在同⼀条定温线上，则?u ab =?u ac 。 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w t =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？
p 2v 2k =p 1v 1k ，T 1v 1k-1=T 2v 2k-1，T 1k k p 11--=T 2k k p 12--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w t 和膨胀功w ？ p b T b T c a c O v 图4-18题解p ba cO v图4-18
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，w t >0；过程指向定压线上侧，系统接收外来技术功，w t <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；过程指向定熵线左侧，系统释放热量，q<0。
4-14 试以可逆绝热过程为例，说明⽔蒸⽓的热⼒过程与理想⽓体的热⼒过程的分析计算有什么异同？v s v , n →±∞p , n =0
p , n =0 T , n =1 T , n =1 s , n =k
s , n =k
v , n →±∞ A A p T p=0v=0
相同点：都是⾸先确定起始状态和结束状态，然后在计算过程的作功量等数据。计算过程中，始终要符合热⼒学第⼀定律。不同点：理想⽓体的计算是依靠理想⽓体状态⽅程以及功和热量的积分计算式进⾏计算，⽽⽔蒸⽓是依靠查图查表进⾏计算。4-15 实际过程都是不可逆的，那么本章讨论的理想可逆过程有什么意义？
理想可逆过程是对实际过程的近似和抽象，实际过程过于复杂不易于分析，通过理想可逆过程的分析以及根据实际过程进⾏适当修正，可以了解实际过程能量转换变化情况，以及如何向理想可逆过程靠近以提⾼相应的技术指标。
5-1热⼒学第⼆定律能否表达为：“机械能可以全部变为热能，⽽热能不可能全部变为机械能。”这种说法有什么不妥当？答：热能不是不可能全部变成机械能，如定温过程就可以。但想要连续地将热能转变为机械能则是不可能的。
5-2理想⽓体进⾏定温膨胀时，可从单⼀恒温热源吸⼊的热量，将之全部转变为功对外输出，是否与热⼒学第⼆定律的开尔⽂
叙述有⽭盾？提⽰：考虑⽓体本⾝是否有变化。
答：理想⽓体进⾏定温膨胀时，压⼒不断降低，体积越来越⼤。当压⼒低到外界压⼒时，就不能再继续降低了，过程也就停⽌了。热⼒学第⼆定律的开尔⽂叙述的内容是：不可能制造出从单⼀热源吸热，使之全部转化为功⽽不留下其他任何变化的热⼒发动机（第⼆类永动机是不可能制造成功的。）⼀⽅⾯压⼒降低，体积增⼤就是变化；另⼀⽅⾯，热⼒发动机要求连续⼯作，⽽定温过程做不到。所以，这个过程与热⼒学第⼆定律⽆⽭盾。
5-3⾃发过程是不可逆过程，⾮⾃发过程必为可逆过程，这⼀说法是否正确？答：错。“⾮⾃发过程必为可逆过程。”的说法完全错误，⾮⾃发过程需付出
代价（更强的⾃发过程）才能实现，可逆过程则是⼀种实际上不存在的理想过程，两者之间没有什么关系。5-4请给“不可逆过程”⼀个恰当的定义。请归纳热⼒过程中有哪⼏种不可逆因素？
答：各种不可逆因素总可以表⽰为将机械能耗散为热能，例如温差传热，卡诺说：凡是有温度差的地⽅都可以产⽣动⼒。因此，温差传热使得本可以作出的功没有作出，这就相当于将机械能耗散为热能。凡是最终效果都可以归结为使机械能耗散为热能的过程都是不可逆过程。热⼒过程中的不可逆因素有功热转换、有限温差传热、⾃由膨胀、混合过程、电阻等等。5-5 试证明热⼒学第⼆定律的各种说法的等效性：若克劳修斯说法不成⽴，则开尔⽂说法也不成⽴。答：热⼒学第⼆定律的各种说法都是等效的，可以证明它们之间的等效性。图4-1 图4-2
如图4–1所⽰，某循环发动机E ⾃⾼温热源T 1吸热Q 1，将其中⼀部分转化为机械能W 0，其余部分Q 2=Q 1–W 0排向低温热源T 2，如果可以违反克劳修斯说法，即热量Q 2可以不花代价地⾃低温热源传到⾼温热源，如图中虚线所⽰那样，则总的结果为⾼温热源失去热能(Q 1–Q 2)，循环发动机产⽣了相应的机械能W 0，⽽低温热源并⽆变化，相当于⼀台从单⼀热源吸热⽽作功的循环发动机。所以，违反克劳修斯说法必然违反开尔⽂说法，类似地，违反开尔⽂说法也必然违反克劳修斯说法，两种说法完全等价（图4-2）。Q 1 T 1
T 2 T 2 T 1 Q 2 Q 2Q 1Q Q 2W W 0 R E E
5-6下列说法是否有错误：（1）循环净功W net 愈⼤则循环热效率愈⾼；（2）不可逆循环热效率⼀定⼩于可逆循环热效率；（3）可逆循环热效率都相等，121T T t-=η。 （1） 错。
（2） 错。应当是在同样的⾼温热源和低温热源之间。否则没有⽐较基础。
（3） 错。应当是在同样的⾼温热源和低温热源之间。否则没有⽐较基础。 5-7循环热效率公式：121q q q t-=η和121T T T t -=η是否完全相同？各适⽤于哪些场合？
答：不同。前者适⽤于⼀般的循环（可逆和不可逆循环），后者仅适⽤于在两个恒温热源之间⼯作的可逆循环。（第三版5-8题）不违反。它是依赖于压⼒差作功的。
5-8下述说法是否正确：（1）熵增⼤的过程必定为吸热过程；（2）熵减⼩的过程必为放热过程；（3）定熵过程必为可逆绝热过程；（4）熵增⼤的过程必为不可逆过程；（5）使系统熵增⼤的过程必为不可逆过程；（6）熵产S g >0的过程必为不可逆过程。答：
（1） 错。不可逆绝热过程熵也会增⼤。
（2） 错，不准确。不可逆放热过程，当放热引起的熵减⼤于不可逆引起的熵增时（亦即当放热量⼤于不可逆耗散所产⽣的热量时），它也可以表现为熵略微减少，但没有可逆放热过程熵减少那么多。
（3） 错。不可逆放热过程，当放热引起的熵减等于不可逆引起的熵增时（亦即当放热量等于不可逆耗散所产⽣的热量时），它也可以表现为熵没有发⽣变化。（4）错。可逆吸热过程熵增⼤。
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