7 《工程热力学》
国家“十一五”规划教材
童钧耕主编高等教育出版社7.1 《工程热力学》封面
7.2 《工程热力学》版权页
7.3 《工程热力学》目录
7.4 《工程热力学》精选内容
第二章 热力学第一定律
自然界所发生的一切运动都伴随着能量的变化。热力学第一定律就是能量守恒与转换定律在热现象中的体现，它是工程热力学的主要理论基础之一。本章讨论热力学第一定律的实质及其应用。
2?1 热力学第一定律的实质
能量守恒与转换定律是自然界的基本规律之一。它指出：自然界中的一切物质都具有能量，能量不可能被创造，也不可能被消灭，但可以从一种形态转变为另一种形态；在能量的转化过程中能量的总量保持不变。
热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热现象中的应用，它确定了热力过程中热力系统与外界进行能量交换时，各种形态能量数量上的守恒关系。
我们知道，运动是物质的属性，能量是物质运动的度量。分子运动学说阐明了热能是组成物质的分子、原子等微粒的杂乱运动—热运动的能量。既然热能和其它形态的能量都是物质的运动，那么热能和其它的能量可以相互转换，并在转化时数量守恒完全是理所当然的。一个耗电200W的电视机，在稳定运行的状态下，不管在播放什么节目，都向环境散热200W，它对房间的加热效应与200W的电热器、2个100W的电灯的效果是一样的，这是能量守恒原理的必然结论。
在工程热力学研究的范围内，主要考虑的是热能和机械能之间的相互转换与守恒，所以第一定律可表述为：
“热是能的一种，机械能变热能，或热能变机械能时，它们间的比值是一定的。”或“热可以变为功，功也可变为热；一定量的热消失时必产生相应量的功，消耗一定量的功时必出现与之对应的一定量的热。”
热力学第一定律是人类在实践中累积经验的总结，它不能用数学或其它的理论来证明，但第一类永动机迄今仍未造成以及由第一定律所得出的一切推论都与实际经验相符合等事实，可以充分说明它的正确性。
2?2 热力学能和总能
一、热力学能
能量是物质运动的量度，运动有各种不同的形态，相应地就有各种不同的能量。力学中研究过物体的动能和位能，前者决定于物体宏观运动的速度，后者取决于物体在外力场中所处的位置。它们都是因为物体作机械运动而具有的能量，都属机械能。宏观静止的物体，其内部的分子、原子等微粒不停地作着热运动。据气体分子运动学说，气体分子在不断地作不规则的平移运动，这种平移运动的动能是温度的函数。如果是多原子分子，则还有旋转运动和振动运动，根据能量按自由度均分原理和量子理论，这些能量也是温度的函数。总之，这种热运动而具有的内动能是温度的函数。此外，由于分子间有相互作用力存在，因此分子还具有位能，称内位能，它决定于气体的比体积和温度。内动能、内位能，维持一定分子结构的化学能和原子核内部的原子能以及电磁场作用下的电磁能等一起构成所谓的热力学能。在无化学反应及原子核反应的过程中，化学能，原子核能都不变化，可以不考虑，因此热力学能的变化只是内动能和内位能的变化。
我国法定计量单位中热力学能的单位是焦耳，用符号J 表示，热力学能用符号U 表示，1kg 物质的热力学能称比热力学能，用符号u 表示，比热力学能的单位是J/kg 。
根据气体分子运动学说，热力学能是热力状态的单值函数。在一定的热力状态下，分子有一定的均方根速度和平均距离，就有一定的热力学能，而与达到这一热力状态的路径无关，因而热力学能是状态参数。
由于气体的热力学状态可由两个独立状态参数决定，所以热力学能一定是两个独立状态参数的函数，如：
或 (,)u f T v =(,)u f T p =； (,)u f p v = (2?1) 物质的运动是永恒的，要找到一个没有运动而热力学能为绝对零值的基点是不可能的，因此热力学能的绝对值无法测定。工程计算中，关心的是热力学能的相对变化量，所以实际上可任意选取某一状态的热力学能为零值，作为计算基准。
U Δ
二、总能
工质的总能量除热力学能外，还包含工质在参考坐标系中作为一个整体，因有宏观运动速度而具有动能及因有不同高度而具有位能。前一
种能量称之为内部储存能，后两种能量则称之为外部
储存能。系统的宏观动能和系统内动能的差异可用图
2-1形象地说明。图中左侧水中叶轮虽因水分子的热
运动而受到撞击，但宏观效果抵消，叶轮不会转动。右侧水分子仍在作热运动，但由于其作宏观运动而驱使叶轮转动作功。
热力学能和机械能是不同形式的能量，但是可以同时储存在热力系统内。人们把内部储存能和外部储存能的总和，即热力学能与宏观运动动能及位能的总和，叫做工质的总储存能，简称总能。若总能用E 表 图2-1系统的内动能和宏观动能
示，动能和位能分别用k E 和P E 表示，则
k P E U E E =++ （2?2）
若工质的质量为，速度为，在重力场中的高度为，则宏观动能和重力位能分别为
m f c z 2k f 12E mc =，P E mgz =
式中，是力学参数，它们只取决于工质在参考系中的速度和高度。
f c z 这样，工质的总能可写成 2
f 1
2E U mc mgz =++ （2?3） 1kg 工质的总能，即比总能，可写为
e 2
f 1
2e u c gz =++ （2?4） 应该指出，热力学能和功、热量虽然都具有能量的量纲，但它们本质上有所不同。热力学能是状态的函数，仅取决于状态，所以系统在两个平衡状态之间热力学能的变化量仅由初、终两个状态的热力学能的差值确定，与中间过程无关。功和热量是过程量，不仅与系统初、终态有关，而且和状态变化的过程有关。因此说“一大桶水有多少热量”或“水库愈高，库内所蓄水的功就愈大”是没有意义的，只能说在某一过程中工质（如水）作出多少功或放出多少热量。
2-3 能量的传递和转化
一、作功和传热
能量从一个物体传递到另一个物体可有两种方式：一种是作功，另一种是传热。借作功来传递能量总是和物体的宏观位移有关。如图1-13所示，气缸中的工质膨胀对活塞作功，只有通过工质和活塞的分界面的宏观位移才有可能。这种位移停止了，作功也就停止了。作功的结果是工质把一部分能量传递给了活塞和飞轮，成为它们的动能。同时，工质的能量就
减少了与此完全相应的一个数量。反之，当活塞压缩工质作功时，飞轮和活塞把它们的动能传递给工质，使工质的能量增加。又如，搬动家具上楼，家具有宏观位移，人对家具作功，转换成家具的重力位能。家具停止移动，人的作功也就停止。借传热来传递能量就不需要有物体的宏观移动。当热源和工质接触时，接触处两个物体中杂乱运动的质点进行能量交换，结果是高温物体把能量传递给了低温物体，传递能量的多少用热量来度量。
由上面分析可知，一般说来，在作功过程中往往伴随着能量形态的转化。在工质膨胀推动活塞作功的过程中，工质把热力学能传递给活塞和飞轮，成为动能，此时热力学能转变成了机械能。当过程反过来进行时，活塞和飞轮的动能（机械能）又转变成了工质的热力学能。进一步还可看出，热能变机械能的过程往往包含两类过程：一是能量转换的热力学过程，在此过程中首先由热能传递转变为工质的热力学能，然后由工质膨胀把热力学能变为机械能，转换过程中工质的热力状态发生变化，能量的形式也发生变化。二是单纯的机械过程，在此过程中由热能转换而得的机械能再变成活塞和飞轮的动能，若考虑工质本身的速度和离地面高度的变化，则还变成工质的动能和位能，其余部分则通过机器轴对外输出。
二、推动功和流动功
功的形式除了膨胀功或压缩功这类与系统的界面移动有关的功外，还有因工质在开口系
统中流动而传递的功，这种功叫做推动功。对开口系统进行功的计算时需要考虑这种功。
图2-2 推动功
图2?2a 所示为工质经管道进入气缸的过程。设工质的状态参数是p v T 、、，用p v ?图中点C 表示，移动过程中工质的状态参数不变。工质作用在面积为A 的活塞D 上的力是pA ，当工质流入气缸时推动活塞移动了距离l Δ，所作的功pA l pV mpv =Δ==。式中表示进入气缸的工质质量。这就是推动功。1kg 工质的推动功等于m pv ，如图2-2a 中矩形面积所示。
在工质进入气缸的过程中，工质的状态没有改变，它的热力学能也就未变。传递给活塞的能量显然是别处传来的，譬如在后方某处有另外一个活塞B 在推动工质使它流动。这样
的物质系称之为外部功源，它与系统只交换功量。例如，对于汽轮机，蒸汽进入汽轮机所传递的推动功来源于锅炉中定压吸热汽化的水在汽化过程中的膨胀功。锅炉中不断汽化的水即是进入汽轮机蒸汽的外部功源。工质，如蒸汽，在移动位置时总是从后获得推动而向前面传输推动功，即使没有活塞存在时也完全一样。工质在传递推动功时没有热力状态的变化，当然也不会有能量形态的变化，此处工质所起的作用只是单纯的运输能量，像传送带一样。需要强调的是，推动功只有在工质移动位置时才起作用。
下面进一步考察开口系统和外界之间功的交换。如图2?2b 所示，取燃气轮机为一开口系统，当一定量的工质从截面1?1流入该热力系时，工质带入系统的推动功为11p v ，工质
在系统中进行膨胀，由状态1膨胀到状态2，作膨胀功，然后从截面2?2流出，带出系统的推动功为w 22p v 。推动功差2211p v p v ?是系统为维持工质流动所需的功，称为流动功。故
而，在不考虑工质的宏观动能及位能变化时，开口系与外界交换的功量是膨胀功与流动功之差；若需考虑工质的动能及位能变化，则还应计入动能差及位能差。
2211(w p v p v ??) 在各种方式的能量传递过程中，往往是在工质膨胀作功时实现热能向机械能的转化。机械能转化为热能的过程虽然还可以由摩擦、碰撞等来完成，但只有通过对工质压缩作功的转化过程才有可能是可逆的。所以，热能和机械能的可逆转换总是和工质的膨胀和压缩联系在一起的。
2-4 焓
有关热工计算中时常有U 出现，为了简化公式和简化计算，人们把它定义为焓，用符号表示，即
pV +H H U pV =+
(2-5) 1kg 工质的焓称为比焓，用表示，即
h h u pv =+ (2-6) 式（2-5）就是焓的定义。焓的单位是J ，比焓的单位是J/kg 。在任一平衡状态下，u 、p 和都有一定的值，焓也有一定的值，而与达到这一状态的路径无关。这符合状态参数的基本性质，满足状态参数的定义，因而焓是一个状态参数，具备状态参数的一切特点。由式（2?1），h 可以表示成v h p 和的函数，即
v
(,)h u pv f p v =+=
焓也可以表示成另外两个独立状态参数的函数，即
(,)h f p T =， (,)h f T v =
据状态参数的特性，有
(2-7) 21212211d a b h h h h ????Δ=Δ=
=?∫h 0 d h =∫ (2-8)
u 的合并出现并不是偶然的。u 是1kg 工质的热力学能，是储存于1kg 工质内部的能量。如上节所说，pv +pv 是1kg 工质的推动功，即1kg 工质移动时所传输的能量。当1kg 工质通过一定的界面流入热力系统时，储存于它内部的热力学能当然随着也带进了系统，同时还把从外部功源获得的推动功pv 带进了系统，因此系统中因引进1kg 工质而获得的总能量是热力学能与推动功之和，这正是由式（2?6）表示的比焓。在热力设备中，工质总是不断地从一处流到另一处，随着工质的移动而转移的能量不等于热力学能而等于焓，故在热力工程的计算中焓有更广泛的应用。同样工程计算中，关心的是焓的相对变化量。
(u pv +)H Δ2-5 热力学第一定律的基本能量方程式
热力学第一定律的能量方程式就是系统变化过程中的能量平衡方程式，是分析状态变化过程的根本方程式。它可以从系统在状态变化过程中各项能量的变化和它们的总量守恒这一原则推出。把热力学第一定律的原则应用于系统中的能量变化时可写成如下形式：
进入系统的能量 - 离开系统的能量 = 系统中储存能量的增加 （2-9） 式（2-9）是系统能量平衡的基本表达式，任何系统任何过程均可据此原则建立其平衡式。对于闭口系统，进入和离开系统的能量只包括热量和作功两项；对于开口系统，因有物质进出分界面，所以进入系统的能量和离开系统的能量除以上两项外，还有随同物质带进带出系统的能量。由于这些区别，热力学第一定律应用于不同热力系统时可得不同的能量方程。本节将从闭口系统的能量平衡方程着手，导出热力学第一定律的基本能量方程式，即闭口系能量方程式。
取气缸活塞系统中的工质为系统，考察其在状态变化过程中和外界（热源和机器设备）的能量交换。由于过程中没有工质越过边界，所以这是一个闭口系。当工质从外界吸入热量 后，从状态1变化到状态2，并对外界作功W 。若工质的宏观动能和位能的变化可忽略不计，则工质（系统）储存能的增加即为热力学能的增加Q U Δ。于是根据式（2-9）可得
21Q W U U U ?=Δ=?
或 Q U W =Δ+ （2-10） 式中和分别表示系统在状态2和状态1下的热力学能。式（2-10）是热力学第一定
律应用于闭口系而得的能量方程式，叫做热力学第一定律的解析式，是最基本的能量方程式。它表明，加给工质的热量一部分用于增加工质的热力学能，储存于工质内部，余下的部分以作功的方式传递至外界。在状态变化过程中，转化为机械能的部分为2U 1U Q U ?Δ。
对于一个微元过程，第一定律解析式的微分形式是
δd δQ U W =+ (2-11) 对于1kg 工质，则有
q u w =Δ+ (2-12) 及 δd δq u w =+ (2-13)
式（2-10）~（2-13）直接从能量守恒与转换的普遍原理得出，没有作任何假定，因此它们对闭口系是普遍适用的：适用于可逆过程也适用于不可逆过程；对工质性质也没有限制，无论是理想气体还是实际气体，甚至是液体都适用。为了确定工质初态和终态热力学能的值，要求工质初态和终态是平衡状态。
式中热量Q 、热力学能变量和功W 都是代数值，可正可负。系统吸热Q 为正，系统对外作功W 为正；反之则为负。系统的热力学能增大时，U ΔU Δ为正，反之为负。
对于可逆过程，,所以
δd W p V = ， δd d Q U p V =+21d Q U p V =Δ+
∫ (2-14) 或 ， δd d q u p =+v v 21d q u p =Δ+
∫ (2-15) 对于循环
δd δQ U =+∫∫∫ W 0完成一循环后，工质恢复到原来状态，热力学能是状态参数,所以d U =∫ 。于是
δδQ W =∫∫
意即闭口系完成一个循环后，它在循环中与外界交换的净热量等于与外界交换的净功量。用和分别表示循环净热量和净功量，则有
net Q net W
(2-16) net net Q W =或 (2-17) net net q w =
各位同学：以下为《工程热力学B》复习题，如有问题，请到办公室答疑。第一章基本概念 1.如果容器中气体压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持不变。（错） 2.压力表读值发生变化,说明工质的热力状态也发生了变化。( 错 ) 3.由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程，故从本质上说属于可逆过程。（错） 4.可逆过程一定是准静态过程,而准静态过程不一定是可逆过程。( 对 ) 5. 比体积v是广延状态参数。( 对 ) 6. 孤立系的热力状态不能发生变化。（错） 7. 用压力表可以直接读出绝对压力值。（错） 8. 处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度和压力。（错） 9. 热力系统的边界可以是固定的，也可以是移动的；可以是实际存在的，也可以是假想的。（对） 10. 可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。（对） 11.经历了一个不可逆过程后，工质就再也不能回复到原来的初始状态了。（错） 12. 物质的温度越高，则所具有的热量越多。（错） 1.能源按其有无加工、转换可分为一次能源和二次能源。 2.在火力发电厂蒸汽动力装置中，把实现热能和机械能能相互转化的工作物 质就叫做工质。 3.按系统与外界进行物质交换的情况，热力系统可分为开口系和闭口系两大类。 4.决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需 2 个。 5.只有平衡状态才能用参数坐标图上的点表示，只有可逆过程才能用参数坐标图 上的连续实线表示。
6. 绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。 7. 孤立系是指系统与外界既无 能量 交换也无 质量 交换的热力系。 8. 测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，容器内的绝对压力 173 kPa 。 6.热力系在不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保持不变，这种状态称为(平衡状态) 无关。 8.理想气体闭口系统经历一定温过程，吸热量为100J ，则它的热力学能变化量为 0 J 。 1.准静态过程满足下列哪一个条件时为可逆过程 C 。 A 做功无压差； B 传热无温差； C 移动无摩擦； D 上述任一个都可。 2.下列说法中正确的是：1 （1）可逆过程一定是准平衡过程 （2）准平衡过程一定是可逆过程 （3）有摩擦的热力过程不可能是准平衡过程 3. 测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是因为：4 1）有气体泄露 （2）气体的热力状态发生变化 （3）大气压力发生变化 （4）以上均有可能 第二章 热力学第一定律 1.气体吸热后一定膨胀，热力学能一定增加； （ 错 ） 2.气体膨胀时一定对外作功； （ 错 ） 3.对工质加热，其温度反而降低是不可能的。 ( 错 ) 4.热力学第一定律适用于任意的热力过程，不管过程是否可逆（ 对 ）。
绪论习题 一、生态学定义、其研究对象是什么？ 二、环境与环境因素作用的一般规律。 三、最小因子限制定律及辅助原理，限制因子的概念。 四、谢尔福德耐性定律及补充原理。 五、水的重要性。 六、流水、静水水体的特征。 七、水体的分区和水生生物的生态分类是如何划分的？ 八、环境因子是如何划分的？ 第一章物理因子的生态作用习题 一、水环境的光照条件特点及其生态意义。 二、光照强度和光合作用有何关系？ 三、光谱成分对藻类的色素组成有何影响？ 四、光对水生动物的生命过程有哪些影响？ 五、什么叫吸收系数?影响吸收系数的因子有那些? 六、补偿点及补偿深度，补偿点与温度的关系? 七、光与水生生物行为关系。这种关系又受到哪些因素的影响？ 八、浮游动物昼夜垂直移动有何特征？其原因和适应意义如何？ 九、试述海洋生物发光的类型、机制和生态意义。 十、环境温度对水生生物生长、发育有何影响？ 十一、极限温度及其作用机制是什么？水生生物对极限温度有哪些行为、形态和生理的适应？高温致死的原因是什么？ 十二、生物学零度。 十三、阐述温度的周期性变化对水生生物生命活动影响的积极意义和原因（变化幅度在一定的范围内）。 十四、根据对温度的要求，水生生物怎样划分？ 十五、季节变异（周期变态）及引起季节变异的原因和生物学意义。十六、水流对水生生物有何影响？ 十七、水生生物怎样适应水位和水体干涸的变化。 十八、水中悬浮物的来源及生态作用。 十九、底质对水生生物的生活有何影响？
二十、水体容积大小对水生生物的影响及其作用机理。 第二章水化学因子的生态作用习题 一、水体是如何按盐度划分的？根据渗透关系的特点水生生物可分为哪几类？它们是如何保持体液化学组成的稳定性？ 二、水生生物对于防止渗透脱水或充水的适应方式。 三、水生生物盐代谢的途径。 四、影响生物耐盐性的因素。 五、为什么说盐度5---8是水生生物耐盐性的生理界限？ 六、离子的拮抗与协同作用。 七、水体的盐类成分有何生态作用？ 八、水体的化学分类体系如何？ 九、各类水体水中溶解氧的来源，水中溶解氧含量的特点和垂直分布及消耗，影响水中溶解气体含量的主要因素是什么？ 十、好气生物和嫌气生物及水生生物的呼吸机制。 十一、呼吸系数、呼吸强度及影响呼吸强度的因素有哪些？ 十二、临界氧量和窒息点及水生生物对缺氧环境的适应机制。 十三、窒死、夏季窒死和冬季窒死及引起夏季窒死、冬季窒死的原因。十四、氧过量对水生生物的危害及原因。 十五、CO2的生态作用。 十六、CO2含量与水生生物的关系。 十七、PH值对水生生物的生活的影响及影响其毒性的因素。 十八、氨含量对水生生物的影响及影响其毒性的因素。水体降氨的措施及氨毒性的合理利用。 十九、溶解有机质的来源及其生态作用。 二十、硫化氢对水生生物的影响。 第三章习题 1、水生生物的营养方式。 2、何谓同化值？ 3、藻类同化作用的磷源是什么？ 4、水生动物的营养方式是哪两种？哪一种为主要的？
一、分析说明题： 1、水汽化过程的P-V 与T-S 图上：1点、2线、3区、5态，分别指的是什么？ 答：1点：临界点2线：上界线（干饱和蒸汽线）、下界线（饱和水线）3区：过冷区（液相区或未饱和区）、湿蒸汽区（汽液两相区）、过热蒸汽区（气相区）5态：未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽 2、什么样的的气体可以看成是理想气体？ 答：①分子之间的平均距离相当大，分子的体积与气体的总体积相比可以忽略。②分子之间没有相互的作用力。 ③分子之间的相互碰撞及分子与器壁之间的碰撞均为弹性碰撞。 3、画图分析蒸汽初温及初压的变化对郎肯循环的影响。 ①蒸汽初温的影响： 保持p 1、p 2不变，将t 1提高，2t 1 T 1T η=- 则有：1T ↑，2T 不变?t η↑ 且乏汽干度：2'2x x > ②蒸汽初压的影响： 保持t 1、 p 2不变，提高p 1，2t 1 T 1T η=- 则有：1T ↑，2T 不变?t η↑ 但是乏汽干度：2'2x x < 4、什么叫逆向循环或制冷循环？逆向循环的经济性用什么衡量？其表达式是什么？ 答：在循环中消耗机械能，把热量从低温热源传向高温热源的循环称为逆向循环或制冷循环。或者在P-V 图和T-S 图上以顺时针方向进行的循环。 逆向循环的经济性评价指标有：制冷系数；ε =q 2/W net ；热泵系数：ε ′ =q 1/W net 5、简述绝对压强、相对压强及真空度之间的关系。 答：①当绝对压强大于当地大气压时： 相对压强（表压强）=绝对压强-当地大气压 或 当地绝表P P P -= ②当绝对压强小于当地大气压时：真空度=当地大气压-绝对压强 或 绝当地真空P P P -= 6、绝热刚性容器中间用隔板分开，两侧分别有1kg N 2和O 2，其p 1、T 1相同。若将隔板抽出，则混合前后的温度和熵有什么变化，为什么？ 答: ①因为是刚性绝热容器，所以系统与外界之间既没有热量交换也没有功量交换。②系统内部的隔板抽出后，温度保持不变。③绝热过程系统熵流为零，系统内部为不可逆变化，熵产大于零，因此总熵变大于零。 7、表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否 可能变化？ 答：①表压力或真空度不能作为状态参数进行热力计算，因为表压力或真空度只是一个相对压力。 ②若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。
第一章 基本概念及定义 一、填空题 1、热量与膨胀功都是 量，热量通过 差而传递热能，膨胀功通过 差传递机械能。 2、使系统实现可逆过程的条件是：（1） ，（2） 。 3、工质的基本状态参数有 、 、 。 4、热力过程中工质比热力学能的变化量只取决于过程的___________而与过程的路经无关。 5、热力过程中热力系与外界交换的热量，不但与过程的初终状态有关，而且与_______有关。 6、温度计测温的基本原理是 。 二、判断题 1、容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。（ ） 2、无论过程是否可逆，闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、终态的内能差。（ ） 3、膨胀功的计算式?= 2 1 pdv w ，只能适用于可逆过程。 （ ） 4、系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下（不考虑外力场作用），宏观热力性质不随时间而变化的状态。（ ） 5、循环功越大，热效率越高。（ ） 6、可逆过程必是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。（ ） 7、系统内质量保持不变，则一定是闭口系统。（ ） 8、系统的状态参数保持不变，则系统一定处于平衡状态。（ ） 9、孤立系统的热力状态不能发生变化。（ ） 10、经历一个不可逆过程后，系统和外界的整个系统都能恢复原来状态。（ ） 三、选择题 1、闭口系统功的计算式21u u w -=（ ）。 （A ）适用于可逆与不可逆的绝热过程 （B ）只适用于绝热自由膨胀过程 （C ）只适用于理想气体绝热过程 （D ）只适用于可逆的绝热过程 2、孤立系统是指系统与外界（ ）。 （A ）没有物质交换 （B ）没有热量交换 （C ）没有任何能量交换 （D ）没有任何能量传递与质交换 3、绝热系统与外界没有（ ）。 （A ）没有物质交换 （B ）没有热量交换 （C ）没有任何能量交换 （D ）没有功量交换
转自北师大资源学院生态论坛 01城市生态学、生态旅游与景观生态学书籍 中国生态旅游-走进大自然-高峻-2001 中国生态特色旅游-章采烈-1996 住区—绿色生态住区-清华大学建筑学院-2001 全国高等林业院校试用教材景观生态学-徐化成-1996 全国高等林业院校试用教材-景观生态学-徐化成-1996 城市景观生态-董雅文-1993 城市植物生态学-冷平生-1995 城市生态学-于志熙-1992 城市生态学-杨小波吴应书等-2000 城市生态环境建设与保护规划-孔繁德等-2001 城市生态规划理论与方法_10882127 城市生态规划研究—承德市城市生态规划-薛兆瑞等-1993 城市生态调控方法-王如松等-2000 城市科学前沿丛书生态与环境：城市可持续发展与生态环境调控新论-张鸿雁-2000 城市绿地与环境-徐乃雄-2002 日本公共艺术生态-刘俐-2002 景观-文化、生态与感知-俞孔坚-1998 景观生态学-徐化成 景观生态学原理及应用-傅伯杰等-2001 环渤海三角洲湿地的景观生态学研究-肖笃宁等-2001 生态与可持续建筑-夏云等-2001 生态与环境：城市可持续发展与生态环境调控新论-张鸿雁-2000 生态建筑—面向未来的建筑-周浩明等-2002 生态旅游的绿色实践-杨桂华-2000 都市生态走廊-曹鉴燎等-2001 02动物生态学书籍 Ecological Entomology-Carl B.Huffaker INSECT ECOLOGY (THIRD EDITION)-Peter W.Price 全国高等农业院校教材昆虫生态及预测预报实验指导-耿济国等-1991 全国高等农业院校教材昆虫群落生态学-庞雄飞等-1996 全国高等农业院校教材-昆虫群落生态学-庞雄飞等-1996 动物污染生态学-杨明宪-1988 动物生态学-(日)伊藤嘉昭 动物生态学原理第一版-孙儒泳-1987 动物生态学原理第二版-孙儒泳 动物生态学实验与实习方法-高中信等-1992 动物生态学浅说-林育真-1982 动物繁群生态学-单国桢-1983
工程热力学考试试卷 All rights reserved. 判断题 1.流动功是系统维持流动所花费的代价，所以流动功不能为0。（×） 2.质量保持不变的系统就是闭口系。（×） 3.处于稳定状态的系统一定处于平衡状态（×） 4.根据熵的定义T q s rev δ= d ，热量是过程量，所以熵也是过程量。 （×） 5.等温过程的膨胀功与与吸收的热量相等。（×） 6.v p -图上，理想气体的等熵线比等温线陡；s T -图上，理想气体的等压线比等容线陡。（×） 7.绝热系可以是开口系。（√） 8.可以从单一热源中取热并使之完全转换为功。（√） 9.定容过程对湿蒸汽进行加热，干度一定增大。（×） 10.可逆循环的热效率一定大于不可逆循环的热效率。（×） 11.w du q δδ+=及pdv dT c q v +=δ二式均适用于任何工质，任何过程。（×） 分析、简答题 1.“系统经某一初态经不可逆与可逆两条途径到达同一终态，则经不可逆途径系统的熵变必大于可逆途径的熵变。”，这种说法是否正确，为什么？ 答：不正确。因为熵是状态参数，不论过程是否可逆，只要初终态相同，其熵变均相同，故系统从某一初态经不可逆与可逆两条途径到达同一终态，经不可逆途径系统的熵与可逆途径的熵变相等。 2.试在s T -图上把理想气体两状态间热力学能及焓的变化表示出来。
答：通过2点作等温线，分别与过1点的等容线和等压线相交于2v 及2p 点；由于理想气体的热力学能和焓是温度的单值函数，p v T T T 222==，可以得到p v h h u u 2222,==。 等容过程的吸热量与相同温限下的热力学能的变化相等，可以得到 12u u q v v -=。 等压过程的吸热量与相同温度下的焓的变化相等，可以得到 12h h q p p -=。s T -图上过程线下方的面积表示热量，所以 11212s s q v v v 面积=；11212s s q p p p 面积=。从而可以得到，1121212s s q u u v v v 面积==-；1121212s s q h h p p p 面积==-。 3.某理想气体在v p -图上的两种过程如下图所示，试在s T -图上画出相应的两个过程，指出过程多变指数n 的范围，并说明各过程中工质是膨胀还是压缩，吸热还是放热，升温还是降温，降压还是升压。 答：1-2过程：0-<<∞n ，压缩、放热、降温、降压。
湿地生态学 1.1湿地的定义 目前已统计到的湿地定义有近60种，这些定义从不同的角度可以归纳为: S 从生态学角度，湿地是介于陆地与水生生态系统之间的过渡地带，并兼有两类系统的某些特征；其地表为浅水覆盖或者其水位在地表附近变化； S 从资源学的角度，凡是具有生态价值的水域（只要其上覆水体水深不超过6 m）都可视为地，不管它是天然的或是人工的，永久的还是暂时的； S 从动力地貌学的角度，湿地是区别于其它地貌系统（如河流地貌系统、海湾、湖泊等水体）的具有不断起伏水位的、水流缓慢的潜水地貌系统； S 从系统论的观点，地是一个半开放半封闭的系统。 S 美国鱼类和野生动物保护协会（1956）被浅水和有时为暂时性或间歇性积水所覆盖的低地。 S 美国军人工程师协会（1977）指那些地表水和地面积水浸的频度和持续时间很充分，能够供养那些适应于潮土壤的植被的区域。通常包括灌丛沼泽、草本沼泽、苔藓泥炭沼泽、以及其他类似的区域。 S 美国鱼类和野生动物保护协会（1979）是处于陆地生态系统和水生生态系统之间的转换区，通常其地下水位达到或接近地表，或者处于浅水覆状态，应具有以下三个特点之一：（1）至少是周期性地以水生植物生长为优势；（2）地层以排水不良的水成土为主；（3）土层为非土质化土壤，并且在每年生长季的部分时间被水浸或水。 S 湿地公约（1971）:系指不问其为天然或人工，长久或暂时性的沼泽地、原、泥炭地或水域地带，带有静止或流动，或为淡水、半咸水体者，包括低潮时不超过6m的水域。（1982）还包括邻接湿地还包括邻接湿地的河湖沿岸、沿海区域以及位于湿地范围内的岛屿或低潮时水深不超过6米的海水水体。 ? 基本要素：多水（季节性或永久积水）、水成土（非土质土壤）、水生植物 ? 我国1992年加入湿地公约。我国湿地面积~6594万hm 。中国湿地面积居亚洲第一位、世界第四位，占世界湿地面积的12％左右。 凡符合下列基本条件和《湿地公约》标之一的，可提出申请列入国际重要湿地名录。 一、基本条件： S 1、设立有专门的管理机构（原则上为处级），配备有足够的专业技术人员；人员及管理经费纳入地方财政预算；保护管理制度完善； S 2、湿地区四至边界明确、土地权属无争议； S 3、湿地区内水质不低于III类；生态需水基本保障； S 4、没有来自湿地区内及周边地区对湿地生态特征产生或可能产生严重影响的威胁； S 5、湿地周边或流域内生态、环境安全现状及发展趋势良好； S 6、地方政府重视。 二、《湿地公约》标准条件： S （一）某一生物地理区内具有代表性、稀有性和独特性的自然或近自然地； S （二）支持着易危、濒危、极度濒危物种或者受威胁的生态群落； S （三）支持着对维护一个特定生物地理区的生物多样性具有重要意义的植物或动物种群； S （四）支持动植物种生命周期的某一关键阶段或在对动植物种生存不利的生态条件下对其提供庇护场所；S （五）定期栖息有2万只或更多的水禽； S （六）定期栖息的某一水禽物种或亚种的个体数量，占该种群个体数量的1％以上； S （七）栖息着本地鱼类的亚种、种或科的绝大部分，其生命周期的各个阶段，种间或种群间的关系对维护湿地效益和价值方面具有典型性，并因此有助于全球生物多样性保护； S （八）是鱼类的一个重要食物场所、并且是该地内或其他地方的鱼群依赖的产卵场、育幼场或洄游路线，依赖的产卵场、育幼场或洄游路线； S （九）定期栖息某一依赖地的非鸟类动物物种或亚种的个体数量，占该种群个体数量的1％以上。 1.2湿地的价值
生态学：Ecology: 研究生物与环境之间相互关系的科学 生态学内涵变化 有机体①不包括人②包括人而且强调人的活动 环境①不包括人类环境②重视人类环境 生态学的层次 1.个体 2.种群population：栖息在同一水域或环境中放入同种个体的集合体。 3.群落community在一定空间中所有动物、植物和微生物所组成的集合体 4.生态系统ecosystem生物群落和环境之间不断进行物质循环和能量流动而形成的同一体 5.生物圈biosphere 地球表面有生命的部分，包括大气、水域和陆地。 生态学分类 按生命层次划分 1.个体生态学autecology主要研究生物的个体发育与环境的相互关系 2.种群生态学population ecology主要研究同种个体组成的种群与环境的相互关系 3.群落生态学community ecology研究群落的结构和功能、形成和发展方面与环境间的相互关系 4.生态系统生态学ecosystem ecology 研究由群落与周围理化环境构成的生态系统结构和功能、平衡与调 控机制等方面 按研究生物分：动物、昆虫、鱼类、植物、微生物等 按栖息地分：陆地、淡水、海洋、荒漠、森林 按应用方面分：渔业、农业，景观、保护生物学 按研究手段分：生理生态学、化学生态学，数学生态学，进化生态学，生态经济学 水的性质：1、物理性质：①比热；②密度；③表面张浮力； 2、光与热：①热：夏；冬；②光 3、化学性质：①高度溶解性；②PH为中性 水体分类：1、按流动性分：静止水体、流水水体、半流水水体；2、按盐度分：淡水水体、半咸水水体、咸水水体、内陆盐湖 河流的水文学特征指标 水位、干流长度、流域面积、流量、流速、径流量、径流深、比降、径流系数、 河流的分段 1.河源：河流的发源地，水较浅，比降比较小，水流比较缓慢，底质为冻土层或卵石 2.上游：河谷呈“V”字型，比降大，流速非常大，含沙量高，底质多为大小不等的石块 3.中游：水面不叫开阔，河谷呈“U”字型，比降较低，流速减缓，底质多为卵石或石砾 4.下游：水面非常开阔，比降非常小，流速缓慢，底质多为淤泥或细沙 5.河口：河流与海洋的交界处，此处容易形成三角洲和河网 湖泊的形成原因 1.构造湖：由于地质运动地壳断裂形成的湖泊，一般湖泊面积比较大，水比较深 2.火山湖：由死火山的火山口积水而形成的湖泊，面积不大，水体较深 3.堰塞湖：由地震、山崩或火山喷出物堵塞河道而形成的湖泊 4.泻湖：本来是海湾，但由于泥沙的淤积作用与海洋分离而形成的湖泊 5.牛轭湖：由于河水改道，遗留下来的旧河曲所形成的湖泊 6.溶蚀湖：在可溶性石灰岩等分布区域，由于地下水溶蚀岩石形成的湖泊 7.冰川湖：由于磨蚀和冰渍物堆积所形成的湖泊 8.风成湖：由风力的作用所形成的浅而水的洼地蓄水所形成的湖泊，随水源的变动而移动，又称游移湖 岸线发育系数：湖岸线长度与湖水面积相同的园的周长的比值 湖泊的分区及生物：包括水底区、水层区、水面区 1、水底区：沿岸带、亚沿岸带、深底带（底栖生物） 2、水层区：沿岸区、湖心区（浮游生物） 3、水面区：水体与空气交界的地方（漂浮生物） 水库分类 根据形态分类 1.湖泊型水库：修建在平原区，表面积比较大 2.河道型水库：修建在峡谷之中，形状如同河道 3.分支型型水库：多修建在丘陵山区，具有很多淹没的港湾，支流等突出部分 根据库容大小分类 1.大型水库：库容>1亿立方米 2.中型水库：1000万立方米<库容<1亿立方米 3.小型水库：库容<1000万立方米 水库分区 1.河道区：水库的上游，水流比较急，水比较浅，透明度比较小，水文性质类似河流 2.过渡区：河道区以下，沉积作用增强，透明度增大，水流变缓，深度增加
工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 （闭卷，150分钟） 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？ 答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C ，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： =??? ? ?++- ?=15.27350015.273301500,q x E 303.95kJ 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分 1分 根据卡诺定理及推论： 1分 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空，如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ）如变化，并简述为什么。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W 1212 00ISO Q Q S T T -?= +++R 0S ?= iso S ?=
5. 试由开口系能量程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计） 答：开口系一般能量程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件 ， 则上式可以简化为： 根据质量守恒，有 代入能量程，有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态程。 答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态程可写成：P i V = m i R i T 。 7. 高、低温热源的温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大，愈有利？试证明你的结论。 答：否，温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数愈小，耗功越大。（2分） 证明：T T w q T T T R ?==-= 2 2212ε，当 2q 不变，T ?↑时，↑w 、↓R ε。即在同样2q 下(说明 得到的收益相同)，温差愈大，需耗费更多的外界有用功量，制冷系数下降。（3分） 8. 一个控制质量由初始状态A 分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B ，若两过程中热源温度均为 r T 。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多，对外做出的膨胀功也大。
第一章基本概念 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统。 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统。 绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数 接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。 温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 注：热力学温标和摄氏温标，T=273+t。 热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。 压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对压力。
注：课本中如无特殊说明，则所说压力即为绝对压力。 比容：单位质量工质所具有的容积，称为工质的比容。 密度：单位容积的工质所具有的质量，称为工质的密度。 强度性参数：系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少无关，没有可加性，如温度、压力等。在热力过程中，强度性参数起着推动力作用，称为广义力或势。 广延性参数：整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和，如系统的容积、内能、焓、熵等。在热力过程中，广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用，称为广义位移。 准静态过程：过程进行得非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常 并称之为准静态过程。 可逆过程：当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态，这样的过程称为可逆过程。 膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或缩小）而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功，也称容积功。 热量：通过热力系边界所传递的除功之外的能量。 热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后又回复到初始状态的全部过程称为热力循环，简称循环。 2.常用公式 温度：t T +=273 压 力 ： 1．f F p = 式中 F —整个容器壁受到的力，单位为牛（N ）； f —容器壁的总面积（m 2）。 2．g p B p += （P >B ）
. 《生态学概论》习题集 第一章绪论 一、名词解释 1、生态学 2、可持续发展 二、问答题 1、什么是全球变化？论述当前人类所面临的主要生态问题。 2、论述生态学与可持续发展的关系。 三、填空题 1、当前生态学发展的主流是研究及生态系统不同层次的组成、属性、结构、功能、生态过程及调控。 2、在全球变化中，目前比较严峻的、最引人关注的是、、、、及等生态问题。 3、生态安全是指在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面的状态。 第二章生态系统 一、名词解释 1、系统 2、生态系统 二、问答题 1、举例说明生态系统的组成。 2、论述生态系统中的基本生态学过程及生态系统的功能。 三、填空题 1、系统的整体功能不等于它各组分功能的相加，而是一种，既有各组分 的功能，又有各组分之间交互作用产生的新功能。 . .
. 2、生态系统是生物与生物，生物与环境相互联系、相互作用，通过、 、构成一个功能整体。 3、生态系统包括环境组分和生物组分。生物组分包括、、三大 功能类群生物。 4、按照人类干扰的方式和程度，生态系统可分为、和。 5、生态系统健康不仅是指的健康，而且还包括的健康和健康。 6、生态系统管理的目标是保持和维护生态系统结构、功能的可持续性，保证 生态系统健康，实现人类社会的发展。 第三章生态系统中的生物与环境 一、名词解释 1、生态因子 2、生态作用 3、生态适应 4、生态幅 5、胁迫 6、生态位 7、阳性植物 8、阴性植物 9、耐阴植物10、生活型 11、生态型12、光周期 二、问答题 1、主要生态因子、限制因子、最小因子的区别？ 2、简述光的生态作用及生物的适应性。 3、三基点温度与积温的生态学意义？ 4、森林的主要生态作用？ 5、以沙漠植物为例，论述生物对环境的适应机制。 三、填空题 1、根据生态因子的性质，将生态因子分为、、、及 5类。 . .
一、名词解释 1、生物监测：系统地利用生物反应以评价环境的变化，并把它的信息应用于环境质量控制的程序中去。 2、新生产力：由真光层之外提供的N源支持的那部分初级生产力为新生产力。 3、生态因子:环境因子中一切对生物的生长，发育，生殖，行为和分布有直接或者间接影响的因子。 4、生存因子：生态因子中生物生存不可缺少的因子。 5、生态入侵：由于人类有意或无意地引进历史上该区域尚未出现的物种，从而可能引起造成入侵地生物群落结构与生态功能的巨大变化，这种过程称为生态入侵。 6、生态对策：从进化论观点来看，生物适应于不同栖息环境并朝着不同方向进化的”对策”称为生态对策。属于r-选择的生物称为r-对策者；属于K-选择的生物称为K-对策者。 7、生态环境：所有的生态因子综合起来构成生物的生态环境。 8、微生物环：是指自养或异养微生物可将光合作用过程中产生释放的DOM转化成POM（细菌本身），并被微型浮游动物（特别是原生动物）所利用，最后这部分初级生产的能量得以进入后生动物，这一过程称为微生物环。微生物环是水层区食物网中物质和能量的主要流程。 9、指示生物：生物在于环境相互作用，协同进化的过程中，每个种都留下了深刻的环境烙印。对某一环境特征具有某种指示特性的生物，则叫做这一环境特征的指示生物。 10、生态模型：用物理或数学的术语对生态学问题基本成分的规范表达。 11、生物群落：是指生活在同一生境中彼此相互作用的各种生物（动物，植物，和微生物）种群的集合体。 12、生态系统：是指生物群落与其生境相互联系，相互作用，彼此间不断地进行着物质循环，能量流动和信息联系的统一体。 13、生态演替：就是生态系统的结构和功能随时间的改变。即在某一个生态系统中，一个群落被另一个群落有规律的渐次取代直到一个相对稳定的顶级群落为止的过程。 14、原生演替：水生群落的演替如果是从新形成的水体开始，就称为原生演替，如新挖鱼池中群落的演替。 15、次生演替：水生群落是从原来干涸的水体充水后开始的就称为次生演替，绝大部分内陆水体的演替一般都属于次生演替。 16、生态平衡：在一定时间内，生态系统中各生物成分之间，群落与环境之间以及结构与功能之间的相互关系可以达到相对的稳定和协调，并在一定强度的外来干扰下通过自我调节恢复稳定状态。 17、生物修复：利用特定生物（特别是为生物）对水体中污染物的吸收，转化或降解作用，达到减缓或最终消除水体污染，恢复水体生态功能的生物措施。 18、生态锥体：指在生态系统中，当依次以各个营养级上的能量、个体数量或总生物量来描述群落的营养结构时，出现从生产者到终端消费者急剧的、阶梯般的金字塔形锥体，包括能量锥体、数量锥体和生物量锥体，三者统称生态椎体。 1、营养级：就是食物链中的一个个环节，亦处于同一营养级的多个物种组合。 2、关键种：不一定是优势种，但在群落中所起的作用无可替代。
工程热力学试题 （本试题的答案必须全部写在答题纸上，写在试题及草稿纸上无效） 说明： 1）答题前请考生务必认真阅读说明； 2）考生允许携带计算器； 3）重力加速度g＝9.80m/s2； 4）本套试题中所用到的双原子理想气体绝热指数K＝； 5）理想气体通用气体常数R＝(mol·k)； 6）标准大气压Pa＝； 7）氧原子量取16，氢原子量取1，碳原子量取12，N原子量取14； 8）空气分子量取29，空气的定压比热Cp=(kg·K)。 一、是非题（每题2分，共20分；正确的打√，错误的打×。） 1、系统从同一始态出发，分别经历可逆过程和不可逆过程到达同一终态，则两个过程该系统的熵变相同。（） 2、循环功越大，热效率越高。（） 3、对于由单相物质组成的系统而言，均匀必平衡，平衡必均匀。（） 4、系统经历不可逆过程后，熵一定增大。（） 5、湿空气相对湿度越高，含湿量越大。（） 6、理想气体绝热节流前后温度不变。（）
7、系统吸热，熵一定增大；系统放热，熵一定减小。（） 8、对于具有活塞的封闭系统，气体膨胀时一定对外做功。（） 9、可逆过程必是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。（） 10、对于实际气体，由焓和温度可以确定其状态。（） 二、填空题（每题5分，共50分） 1、某气体的分子量为44，则该气体的气体常数为。 2、某甲烷与氮的混合气，两组分的体积百分含量分别为70％和30％，则该混气的平均分子量为。 3、300k对应的华氏温度为。 4、卡诺循环热机，从200℃热源吸热，向30℃冷源放热，若吸热率是10kw，则输出功率为。 5、自动升降机每分钟把50kg的砖块升高12m，则升降机的功率为。 6、、30℃的氦气经节流阀后压力降至100kpa，若节流前后速度相等，则节流前管径与节流后管径的比值为。 7、某双原子理想气体的定压比热为，则其定容比热可近似认为等于。 8、容积2m3的空气由、40℃被可逆压缩到1MPa、0.6m3，则该过程的多变指数为。 9、空气可逆绝热地流经某收缩喷管，若进口压力为2MPa，出口
第九章生态学概论 一、水域生态学的内容、任务和方法 1、水域生态学的定义 1869年德国生态学家Haeckel首先提出生态学(Ecology)一词，并对其下了定义：生态学是研究有机体和它们的环境之间相互关系的科学。 近几十年来，生物学的研究主体已经扩展到小至生物大分子，大到生物圈的多层次生命系统，生物个体仅仅是其中的一个层次，所以，目前比较合适的定义是：生态学是研究生命系统与环境之间相互关系的科学。 水域生态学（Aquatic ecology）——研究水域中生命系统与环境之间相互关系的科学。它包括海洋生态学（Ocean ecology）和淡水生态学（Fresh water ecology). 2、水域生态学的任务 从学科的社会功能来说，水域生态学的主要任务是 （1）研究渔业生态系统的生物生产力，为渔业开发和管理提供依据； （2）研究污染物在水生态系统中的行为，以及水生生物对污染物的净化机理，为水污染的生物监测和生物治理提供依据； （3）研究水域生态系统的结构和功能，为水生生物资源的管理和利用、以及水生态系统的优化提供理论指导。 生态学研究的是生物与环境之间的相互关系，这种关系极为错综复杂，因而生态学形成了一套独特的宏观思维方式和处理复杂问题的方法。我们在学习生态学时，除了掌握生态学的基本原理和基本的研究手段外，更重要的是要学会以生态学的宏观、整体的观点，来分析和解决一些具体问题。 3、生态学的分支学科 按照生态学研究的生命体系的层次，可以分为分子生态学、个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学等。其中，后三者又合称为群体生态学。 按照研究的生物类别的不同，可分为植物生态学、动物生态学、微生物生态学、鱼类生态学、藻类生态学等。 按照生境的不同，可分为草原生态学、森林生态学、海洋生态学、淡水生态学、河口生态学等。其中，以水域为研究对象的几类又合称为水域生态学。 按照与其它学科的交叉情况，可分为数学生态学、化学生态学、物理生态学、生理生态学、进化生态学、行为生态学等。 4、水域生态学的研究方法 （1）观察和实验方法 （2）逻辑思维和抽象方法 （3）模型方法 二、生物与环境间相互关系的一般规律 1、环境（environment）的定义 生态学上的环境是指生物周围一切事物的总和。在谈论环境时，必须要有明确的、特定的主体，生态学中环境的主体是不同层次的生命系统。 环境是由许许多多的因子组成的，大体上可以分为非生物因子、生物因子、人为因子三大类。 2、生态幅、生物对环境因子的耐性 （1）生态幅（ecological valence）生物能够生存的环境变化幅度，也就是下图中低限和高限之间的跨度，称为物种的生态幅。 （2）耐性（tolerance）生物对某种环境因子的适应能力，被称为对该环境因子的耐性，耐性一般以对生物致死剂量的高限和低限来规定其范围。 3、主导因子和限制因子
一．是非题 1．两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。（ ） 2．闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少（ ） 3．容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（ ） 4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 11212-??? ? ??= （ ） 5．对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。 （ ） 6．工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，则工质熵的变化是一样的。 （ ） 7．对于过热水蒸气，干度1>x （ ） 8．对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多增大到临界流量。（ ） 9．膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量 （ ） # 10．已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。 （ ） 二．选择题 （10分） 1．如果热机从热源吸热100kJ ，对外作功100kJ ，则（ ）。 （A ） 违反热力学第一定律； （B ） 违反热力学第二定律； （C ） 不违反第一、第二定律；（D ） A 和B 。 2．压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中，现将喷管尾部截去一小段，其流速、流量变化为（ ）。 （A ） 流速减小，流量不变 （B ）流速不变，流量增加 （C ） 流速不变，流量不变 （D ） 流速减小，流量增大 3．系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于（ ）。 （A ） 系统的初、终态； （B ） 系统所经历的过程； [ （C ） （A ）和（B ）； （ D ） 系统的熵变。 4．不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是（ ）。 （A ）全部水变成水蒸汽 （B ）部分水变成水蒸汽 （C ）部分或全部水变成水蒸汽 （D ）不能确定 5．（ ）过程是可逆过程。 （A ）.可以从终态回复到初态的 （B ）.没有摩擦的 （C ）.没有摩擦的准静态过程 （D ）.没有温差的 三．填空题 （10分） 1．理想气体多变过程中，工质放热压缩升温的多变指数的范围_________
生物入侵的危害及治理 随着国际贸易、餐饮业以及旅游业等的迅猛发展，由有害生物入侵而引发的各种灾害问题日益严重，目前，入侵我国的外来有害生物已有400多种，其中大面积发生、危害严重的多达100多种。同时新的入侵疫情还在不断突发，近10年来相继发现了三叶草斑潜蝇、西花蓟马等20余种世界危险性与暴发性物种的入侵，平均每年增加1至2种，这些物种的入侵给农林业生产构成了巨大的威胁。 生物入侵是指由于人为或自然因素被引入新的生态环境，并对新的生态系统、物种及人类健康带来威胁的外来物种。全球因生物入侵造成的经济损失高达数千亿美元，我国每年造成的经济损失至少有1000亿元人民币，除了经济损失外，其危害对生态环境的影响更加不容忽视。据研究表明，在全世界濒危物种名录的植物中，大约有35%至46%是由外来生物入侵引起的。我国已经成为遭受外来入侵生物危害最严重的国家之一。 外来生物入侵途径有四类：有意引进，无意引进，自然入侵，辅助入侵。其中有意引进是主要途径，我国目前一致的外来入侵植物中超过一半的种类是由于人为引种造成的。 有意入侵是指人类出于观赏、药用、食用、饲料、引种等目的引进新物种，该物种在新生态环境内成长，繁殖并迅速扩散成为优势种群，对该境内的其他种群构成生存威胁。例如水葫芦，作为观赏花卉从南美引进我国，以后又发现它可作为猪的饲料，并可净化水域重金属元素污染而广为种植，但因为它繁殖能力强、生长迅速，遍布一些河道和湖泊，结果成为恶性杂草。如大米草曾分别从英国美国作为改善环境植物种类引进我国，最初是为了抵御风浪、保滩互岸。但因其密集生长，抗逆性与繁殖能力强，导致滩涂生态失衡、航道淤塞、海洋生物窒息致死，因而被称为“害人草”。与其相似的还有互花米草。还有90年代云南大理洱海引入13个外来鱼种，定殖后与土著种争食、争产卵场所以及吞食土著种的鱼卵等，破坏了原有生态系统的平衡。福寿螺原产于南美亚马逊流域，上个世纪70年代末，台湾水产养殖业者将之当成美食引进到台湾，后因其肉质太松而失去市场，养殖户纷纷弃养，将其抛进水沟、池塘，现已成为我国危害水稻等作物的恶性水生生物。这些入侵种由于被改变了物种的生存环境和食物链，在缺乏天敌制约的情况下泛滥成灾，全世界大多数的有害生物都是通过这种渠道而被引入世界各国的。 无意引进是指物种伴随着进出口贸易、海轮或入境旅游在无意间被引进的。如航行在世界海域的海轮，其数百万吨的压舱水的释放也成为水生生物无意引进的一种主要渠道。来自美洲的松材线虫随国际贸易中使用的木质包装传入中国，在江苏、安徽、广东和浙江一带对松树造成严重危害。中国蟹随远洋船舶进入俄罗斯伏尔加河，其吃掉鱼虾、扯烂渔网、危及拦河大坝的安全，进而威胁到莫斯科河原有的生态平衡。此外，入境旅客携带的果蔬肉类甚至旅客的行李，都可能成为外来生物无意入侵的渠道。 自然入侵指生物靠自身的扩散传播能力或借助自然力入侵，薇甘菊和美洲斑潜蝇入侵我国便是典型的实例。 辅助入侵主要是由于人类不经意及至恶意行为或自然气候等生存条件变化，造成生物入侵或原有生物疯长，进而威胁生态环境的物种平衡。 外来物种在短时间内渡过适应期，依靠自身的繁殖优势和扩张能力，大量繁殖迅速生长，使自己挤进生态系统并占据重要地位，与当地物种竞争食物，直接杀死或抑制当地物种的生长，严重影响本地物种的生存，打破当地生态系统平衡，最终导致本地物种的濒危和灭绝。 外来入侵物种往往是暴发性的，危害本土生产和生活，造成巨大的经济损失，而且用于控制其危害、扩散蔓延的代价极大，费用相当昂贵。例如疯长的水葫芦，它堵塞河道，影响