⑴ 气体膨胀时一定对外作功。
错，比如气体向真空中的绝热自由膨胀，对外不作功。 ⑵ 气体被压缩时一定消耗外功。
对，因为根据热力学第二定律，气体是不可能自压缩的，要想压缩体积，必须借助于外功。
⑶ 气体膨胀时必须对其加热。
错，比如气体向真空中的绝热自由膨胀，不用对其加热。 ⑷ 气体边膨胀边放热是可能的。
对，比如多变过程，当n大于k时，可以实现边膨胀边放热。 ⑸ 气体边被压缩边吸入热量是不可能的。
错，比如多变过程，当n大于k时，可以实现边压缩边吸热。 ⑹ 对工质加热，其温度反而降低，这种情况不可能。
错，比如多变过程，当n大于1，小于k时，可实现对工质加热，其温度反而降低。
4. “任何没有体积变化的过程就一定不对外作功”的说法是否正确？ 答：不正确，因为外功的含义很广，比如电磁功、表面张力功等等，如果只考虑体积功的话，那么没有体积变化的过程就一定不对外作功。
5. 试比较图2-6所示的过程1-2与过程1-a-2中下列各 量的大小：⑴ w12与w1a2； (2) ?u12 与 ?u1a2； (3)
q12与q1a2
答：（1）w1a2大。 (2)一样大。
（3）q1a2大。
6. 说明下列各式的应用条件： ⑴ q??u?w
闭口系的一切过程 ⑵ q??u??pdv
闭口系统的准静态过程 ⑶ q??u?(p2v2?p1v1)
开口系统的稳定流动过程，并且轴功为零 ⑷ q??u?p(v2?v1)
开口系统的稳定定压流动过程，并且轴功为零；或者闭口系统的定压过程。
7. 膨胀功、轴功、技术功、流动功之间有何区别与联系？流动功的大小与过程特性有无关 系？
答：膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功；轴功是指工质流经热力设备（开口系统）时，热力设备与外界交换的机械功，由于这个机械功通常是通过转动的轴输入、输出，所以工程上习惯成为轴功；而技术功不仅包括轴功，还包括工质在流动过程中机械能（宏观动能和势能）的变化；流动功又称为推进功，1kg工质的流动功等于其压力和比容的乘积，它是工质在流动中向前方传递的功，只有在工质的流动过程中才出现。对于有工质组成的简单可压缩系统，工质在稳定流动过程中所作的膨胀功包括三部分，一部分消耗于维持工质进出开口系统时的流动功的代数和，一部分用于增加工质的宏观动能和势能，最后一部分是作为热力设备的轴功。对于稳定流动，工质的技术功等于膨胀功与流动功差值的代数和。如果工质进、出热力设备的宏观动能和势能变化很小，可忽略不计，则技术功等于轴功。 习 题 2-2
2－4解：状态b和状态a之间的内能之差为： 所以，a-d-b过程中工质与外界交换的热量为：
工质沿曲线从b返回初态a时，工质与外界交换的热量为：
根据题中给定的a点内能值，可知b点的内能值为60kj，所以有: ?uad?ub?ud?60?40?20kj
由于d-b过程为定容过程，系统不对外作功，所以d-b过程与外界交换的热量为：
qd?b?ud?ub??udb?20kj
所以a-d-b过程系统对外作的功也就是a-d过程系统对外作的功，故a-d过程系统与外界交换的热量为：
qa?d?ud?ua?wa?d??uad?wa?d?b?40?(?20)?60kj 2－5
2-5 解：由于汽化过程是定温、定压过程，系统焓的变化就等于系统从外界吸收的热量， 内能的变化为：
?2257?1.01?10?(0.001?1.674)?2088kj/kg 2
2-6 解：选取气缸中的空气作为研究的热力学系统，系统的初压为：
p1?pb?g1195?9.8?1.028?105??2.939?105pa ?4a100?10
g295?9.85?1.028?105??1.959?10pa ?4a100?10当去掉一部分负载，系统重新达到平衡状态时，其终压为： p2?pb?
由于气体通过气缸壁可与外界充分换热，所以系统的初温和终温相等，都等于环境温度即： t1?t2?t0
根据理想气体的状态方程可得到系统的终态体积，为： p1v12.939?105?100?10?4?10?10?2 v2???1.526?10?3m3 5p21.959?10 所以活塞上升的距离为：
v2?v11.526?10?3?100?10?10?6
由于理想气体的内能是温度的函数，而系统初温和终温相同，故此过程中系统的内能变化为零，同时此过程可看作定压膨胀过程，所以气体与外界交换的热量为：
2-8 解：压缩过程中每千克空气所作的压缩功为：
忽略气体进出口宏观动能和势能的变化，则有轴功等于技术功，所以生产每kg压缩空气所需的轴功为： 所以带动此压气机所需的功率至少为： p??ws?10?42kw 60
2-9 解：是否要用外加取暖设备，要看室内热源产生的热量是否大于通过墙壁和门窗传给
外界的热量，室内热源每小时产生的热量为： q热源＝(50000＋50?100)?3600＝1.98?105kj
小于通过墙壁和门窗传给外界的热量为3?105 kj，所以必须外加取暖设备，供热量为：
q?3?105?1.98?105?1.02?105kj/h
2-10 解：取容器内的气体作为研究的热力学系统，根据系统的状态方程可得到系统终态体p1.21.2积为：v2?v1()?1?()?1.78m3 p20.5
过程中系统对外所作的功为： w??1.78
1pdv??1.781?0.2p1v11.2?v1?0.2)1.2(v2dv?p1v1?544.6kj v1.2?0.2
所以过程中系统和外界交换的热量为： 为吸热。
2-11 解：此过程为开口系统的稳定流动过程，忽略进出口工质的宏观动能和势能变化，则
有：
q?h6qm6?h7qm7?h1qm1?ws
由稳定流动过程进出口工质的质量守恒可得到： qm6?qm7?qm1
所以整个系统的能量平衡式为： q?qm1(h6?h1)?qm7(h6?h7)?ws 故发电机的功率为：
p?ws?q?(h6?h7)qm7?(h6?h1)qm1
70050?1037003??41800??(418?12)??(418?42)?2.415?10kw360036003600
2-12解：由于过程是稳定流动过程，气体流过系统时重力位能的变化忽略不计，所以系 统的能量平衡式为: q??h?
其中，气体在进口处的比焓为： 1m?c2f?ws 2
h1?u1?p1v1?2100?103?0.62?106?0.37?2329400j/kg 气体在出口处的比焓为：
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