工程热力学例题答案解

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(完整版)工程热力学习题册有部分答案

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第一篇工程热力学第一章基本概念及气体的基本性质第二章热力学第一定律一、选择题3、已知当地大气压P b , 真空表读数为Pv , 则绝对压力P 为(a )。

(a) P=P b -Pv (b )P=Pv -P b (c )P=P b +Pv4、.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa,环境压力Pa=0.1MPa,则测得的压差为( b )A.真空p v=0.08MpaB.表压力p g=0.08MPaC.真空p v=0.28MpaD.表压力p g=0.28MPa5、绝对压力p, 真空pv,环境压力Pa间的关系为( d )A.p+pv+pa=0B.p+pa-pv=0C.p-pa-pv=0D.pa-pv-p=06、气体常量R( d )A.与气体种类有关,与状态无关B.与状态有关,与气体种类无关C.与气体种类和状态均有关D.与气体种类和状态均无关7、适用于( c )(a) 稳流开口系统(b) 闭口系统(c) 任意系统(d) 非稳流开口系统8、某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态,表达式(c )正确。

(a) ds >δq/T (b )ds <δq/T (c )ds=δq/T9、理想气体1kg 经历一不可逆过程,对外做功20kJ 放热20kJ ,则气体温度变化为(b )。

(a) 提高(b )下降(c )不变10、平衡过程是可逆过程的(b )条件。

(a) 充分(b )必要(c )充要11、热能转变为机械能的唯一途径是通过工质的( a )(a) 膨胀(b) 压缩(c) 凝结(d) 加热13、经历一不可逆循环过程,系统的熵( d )(a) 增大(b )减小(c)不变(d )可能增大,也可能减小14、能量方程适用于( d )(a) 只要是稳定流动,不管是否为可逆过程(b)非稳定流动,可逆过程(c) 非稳定流动,不可逆过程(d) 任意流动,任意过程15、理想气体可逆绝热过程中的技术功等于(a )(a) -△ h (b )u 1 -u 2 (c )h 2 -h 1 (d )-△ u16、可以通过测量直接得到数值的状态参数( c )(a) 焓(b) 热力学能(c) 温度(d) 熵18、若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态,则不可逆途径的△S 必( b )可逆过程△S。

郑大工程热力学例题答案

郑大工程热力学例题答案

例1.1:已知甲醇合成塔上压力表的读数150kgf/cm 2,这时车间内气压计上的读数为780mmHg 。

试求合成塔内绝对压力等于多少kPa ? 14819kPa例1.2:在通风机吸气管上用U 型管压力计测出的压力为300mmH 2O ,这时气压计上的读数750mmHg 。

试:(1)求吸气管内气体的绝对压力等于多少kPa ? 103kPa(2)若吸气管内的气体压力不变,而大气压下降至735mmHg ,这时U 型管压力计的读数等于多少?504mmH 2O例1.3:某容器被一刚性壁分成两部分,在容器的不同部位安装有压力计,如图所示。

压力表A 、C 位于大气环境中,B 位于室Ⅱ中。

设大气压力为97KPa :(1)若压力表B 、表C 的读数分别为75kPa 、0.11MPa ,试确定压力表A 上的读数及容器两部分内气体的绝对压力;p A =35kPa , p Ⅰ=207kPa , p Ⅱ=132kPa(2)若表C 为真空计,读数为24kPa ,压力表B 的读数为36kPa ,试问表A 是什么表?读数是多少? A 为真空计,且p A =60kPa例1.4:判断下列过程中哪些是①可逆的②不可逆的③不确定是否可逆的,并扼要说明不可逆的原因。

(1)对刚性容器内的水加热,使其在恒温下蒸发;是不确定的。

(2)对刚性容器内的水作功,使其在恒温下蒸发;是不可逆的。

(3)对刚性容器中的空气缓慢加热。

使其从50℃升温到100℃。

是不确定的。

(4)一定质量的空气,在无摩擦、不导热的汽缸和活塞中被缓慢压缩。

是可逆的。

(5)50℃的水流与25℃的水流绝热混合。

是不可逆的。

例2.1:如图所示,某种气体工质从状态1(p 1、V 1)可逆地膨胀到状态2(p 2、V 2)。

膨胀过程中:(a )工质的压力服从p=a-bV ,其中a 、b 为常数;(b )工质的pV 值保持恒定为p 1V 1试:分别求两过程中气体的膨胀功。

答案:(a )()()2221212b W a V V V V =---;(b )2111ln V W p V V =例2.2:如图所示,一定量气体在气缸内体积由0.9m 3可逆地膨胀到1.4m 3,过程中气体压力保持定值,且p=0.2MPa ,若在此过程中气体内能增加12000J ,试求:(1)求此过程中气体吸入或放出的热量;112000J(2)若活塞质量为20kg ,且初始时活塞静止,求终态时活塞的速度(已知环境压力p 0=0.1Mpa )。

工程热力学习题附答案解析

工程热力学习题附答案解析

工程热力学习题集一、填空题1.能源按使用程度和技术可分为能源和能源。

2.孤立系是与外界无任和交换的热力系。

3.单位质量的广延量参数具有参数的性质,称为比参数。

4.测得容器的真空度48V p KPa =,大气压力MPa p b 102.0=,则容器的绝对压力为。

5.只有过程且过程中无任效应的过程是可逆过程。

6.饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域,位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态:未饱和水 饱和水 湿蒸气、和。

7.在湿空气温度一定条件下,露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越、水蒸气含量越,湿空气越潮湿。

(填高、低和多、少)8.克劳修斯积分/Q T δ⎰为可逆循环。

9.熵流是由引起的。

10.多原子理想气体的定值比热容V c =。

11.能源按其有无加工、转换可分为能源和能源。

12.绝热系是与外界无交换的热力系。

13.状态公理指出,对于简单可压缩系,只要给定个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。

14.测得容器的表压力75g p KPa =,大气压力MPa p b 098.0=,则容器的绝对压力为。

15.如果系统完成某一热力过程后,再沿原来路径逆向进行时,能使都返回原来状态而不留下任变化,则这一过程称为可逆过程。

16.卡诺循环是由两个和两个过程所构成。

17.相对湿度越,湿空气越干燥,吸收水分的能力越。

(填大、小)18.克劳修斯积分/Q T δ⎰为不可逆循环。

19.熵产是由引起的。

20.双原子理想气体的定值比热容p c =。

21、基本热力学状态参数有:()、( )、()。

22、理想气体的热力学能是温度的()函数。

23、热力平衡的充要条件是:()。

24、不可逆绝热过程中,由于不可逆因素导致的熵增量,叫做()。

25、卡诺循环由()热力学过程组成。

26、熵增原理指出了热力过程进行的()、()、()。

31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时,该热力系为_______。

32.在国际单位制中温度的单位是_______。

工程热力学课后题答案

工程热力学课后题答案

工程热力学习题解答工程热力学习题解答第1章 基本概念基本概念1-1体积为2L 的气瓶内盛有氧气2.858g,求氧气的比体积、密度和重度。

解:氧气的比体积为3310858.2102−−××==m V v =0.6998 m 3/kg密度为vm V 110210858.233=××==−−ρ=1.429 kg/m 3重度80665.9429.1×==g ργ=14.01 N/m 31-2某容器被一刚性器壁分为两部分,在容器的不同部分安装了测压计,如图所示。

压力表A 的读数为0.125MPa,压力表B 的读数为0.190 MPa,如果大气压力为0.098 MPa,试确定容器两部分气体的绝对压力可各为多少?表C 是压力表还是真空表?表C的读数应是多少?解:设表A、B、C 读出的绝对压力分别为A p 、B p 和C p 。

则根据题意,有容器左侧的绝对压力为=+=+==125.0098.0gA b A p p p p 左0.223 MPa 又∵容器左侧的绝对压力为gB C B p p p p +==左 ∴033.0190.0223.0gB C =−=−=p p p 左 MPa<b p∴表C 是真空表,其读数为033.0098.0C b vC −=−=p p p =0.065 MPa 则容器右侧的绝对压力为=−=−=065.0098.0vC b p p p 右0.033 MPa1-3上题中,若表A 为真空表,其读数为24.0kPa,表B 的读数为0.036 MPa,试确定表C 的读数。

解:则根据题意,有容器左侧的绝对压力为=−=−==024.0098.0vA b A p p p p 左0.074 MPa 若表B 为压力表,则容器左侧的绝对压力为gB C B p p p p +==左 ∴038.0036.0074.0gB C =−=−=p p p 左 MPa<b p∴表C 是真空表,其读数为038.0098.0C b vC −=−=p p p =0.060 MPa 则容器右侧的绝对压力为=−=−=060.0098.0vC b p p p 右0.038 MPa 若表B 为真空表,则容器左侧的绝对压力为vB C B p p p p −==左习题1-2图∴110.0036.0074.0vB C =+=+=p p p 左 MPa>b p∴表C 是压力表,其读数为098.0110.0b C gC −=−=p p p =0.012 MPa1-4由于水银蒸气对人体组织有害,所以在水银柱面上常注入一段水,以防止水银蒸气发生。

工程热力学(第五版)课后习题答案(全章节)

工程热力学(第五版)课后习题答案(全章节)

工程热力学(第五版)习题答案工程热力学(第五版)廉乐明 谭羽非等编 中国建筑工业出版社第二章 气体的热力性质2-2.已知2N 的M =28,求(1)2N 的气体常数;(2)标准状态下2N 的比容和密度;(3)MPa p 1.0=,500=t ℃时的摩尔容积Mv 。

解:(1)2N 的气体常数2883140==M R R =296.9)/(K kg J ∙(2)标准状态下2N 的比容和密度1013252739.296⨯==p RT v =0.8kg m /3 v 1=ρ=1.253/m kg(3)MPa p 1.0=,500=t ℃时的摩尔容积MvMv =pT R 0=64.27kmol m /3 2-3.把CO2压送到容积3m3的储气罐里,起始表压力301=g p kPa ,终了表压力3.02=g p Mpa ,温度由t1=45℃增加到t2=70℃。

试求被压入的CO2的质量。

当地大气压B =101.325 kPa 。

解:热力系:储气罐。

应用理想气体状态方程。

压送前储气罐中CO2的质量 压送后储气罐中CO2的质量 根据题意容积体积不变;R =188.9Bp p g +=11 (1) Bp p g +=22(2) 27311+=t T(3) 27322+=t T(4)压入的CO2的质量)1122(21T p T p R v m m m -=-=(5)将(1)、(2)、(3)、(4)代入(5)式得 m=12.02kg2-5当外界为标准状态时,一鼓风机每小时可送300 m3的空气,如外界的温度增高到27℃,大气压降低到99.3kPa ,而鼓风机每小时的送风量仍为300 m3,问鼓风机送风量的质量改变多少? 解:同上题1000)273325.1013003.99(287300)1122(21⨯-=-=-=T p T p R v m m m =41.97kg2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为0.1MPa 的空气3 m3,充入容积8.5 m3的储气罐内。

工程热力学习题解答-6

工程热力学习题解答-6

第六章 气体动力循环思 考 题1. 内燃机循环从状态f 到状态g (参看图6-1)实际上是排气过程而不是定容冷却过程。

试在p -v 图和T -s 图中将这一过程进行时气缸中气体的实际状态变化情况表示出来。

答:f 到g 是一排气过程,这是排气阀门打开,气缸中的气体由于压力高于大气压力而迅速膨胀,大部分气体很快排出气缸。

气体的这一快速膨胀过程接近于绝热膨胀过程,如不考虑摩擦则为定熵过程(下图中过程1-2),如考虑膨胀时的内部摩擦,则气缸中气体的比熵略有增加(下图中过程1-2’)。

2. 活塞式内燃机循环中,如果绝热膨胀过程不是在状态5结束 ( 图6-26 ),而是继续膨胀到状态6 (p 6 = p 1 ) ,那么循环的热效率是否会提高?试用温熵图加以分析。

答:按图2-26’所示的循环,其热效率为''221111t t q q qq q ηη-=->-=可见,如果继续膨胀到状态b 时,循环的热效率比原来膨胀5要高一些。

3. 试证明:对于燃气轮机装置的定压加热循环和活塞式内燃机的定容加热循环,如果燃烧前气体被压缩的程度相同,那么它们将具有相同的理论热效率。

[证明] 燃气轮机装置的定压加热循环表示在T-S 图中如图a)所示活塞式内燃机的定容加热循环表示在T-S 图b)图6-26’T燃气轮机定压加热循环理论热效率可由(6-13)式求得00,111t p κκηπ-=-a)内燃机定容加热循环理论热效率可由(6-5)式求得0,111t v κηε-=-b)因为12V V ε=,而对空气等熵压缩过程来说111221V P V P κκπ⎛⎫== ⎪⎝⎭,将它代入(b),因而10,,1211111t v t p P P κηηπ=-=-=⎛⎫ ⎪⎝⎭4. 在燃气轮机装置的循环中,如果空气的压缩过程采用定温压缩(而不是定熵压缩),那么压气过程消耗的功就可以减少,因而能增加循环的净功(w 0)。

在不采用回热的情况下,这种定温压缩的循环比起定熵压缩的循环来,热效率是提高了还是降低了?为什么?答:采用定温压缩是可以增加循环的净功(w 0)(因为压气机耗功少了)但是如果不同时采用回热的话,将会使循环吸热量增加(1q ↑),这是因为定温压缩终了的空气温度低,因而要把压缩终了的空气的温度加热到指定的温度话,定温压缩后的吸热量要比定熵压缩后的吸热量多。

工程热力学习题及答案

工程热力学习题及答案

工程热力学习题及答案
工程热力学学习题及答案
热力学是工程学习中的重要一环,它涉及到能量转化、热力循环等方面的知识。

在学习热力学的过程中,我们常常会遇到各种各样的学习题,下面就来看一些
典型的热力学学习题及答案。

1. 问题:一个理想气体在等压过程中,从初始状态到终了状态,其内能增加了
多少?
答案:在等压过程中,内能的增加量等于热量的增加量,即ΔU = q。

因此,
内能增加量等于所吸收的热量。

2. 问题:一个气缸中的气体经历了一个等温过程,温度为300K,初始体积为
1m³,末了体积为2m³,求气体对外界所做的功。

答案:在等温过程中,气体对外界所做的功等于PΔV,即气体的压强乘以体
积的变化量。

因此,气体对外界所做的功为PΔV = nRTln(V₂/V₁)。

3. 问题:一个理想气体经历了一个绝热过程,初始温度为400K,初始体积为
1m³,末了体积为0.5m³,求末了温度。

答案:在绝热过程中,气体的内能保持不变,即ΔU = 0。

根据理想气体的状
态方程PV = nRT,我们可以得到P₁V₁^γ = P₂V₂^γ,其中γ为绝热指数。

利用这个关系式,可以求得末了温度。

通过以上几个典型的热力学学习题及答案,我们可以看到热力学知识的应用和
计算是非常重要的。

只有通过不断的练习和思考,我们才能更好地掌握热力学
的知识,为今后的工程实践打下坚实的基础。

希望大家在学习热力学的过程中
能够勤加练习,不断提高自己的能力。

工程热力学习题解答

工程热力学习题解答

第一章 热力学基本概念1.1 华氏温标规定,在1atm 下纯水的冰点时32°F 。

汽点是212°F (°F 是华氏温标单位的符号)。

若用摄氏温度计与华氏温度计量同一物体,有人认为这两种温度计的读数不可能出现数值相同的情况,你认为对吗?为什么?解:华氏温度与摄氏温度的换算关系1000}t {3221232}t {C F --=--︒︒32}t {5932}t {100180}t {C C F +=+=︒︒︒ 所以,此观点是错误的。

从上式可知当摄氏温度为-40℃的时候,两种温度计的读数相同。

1.2 在环境压力为1atm 下采用压力表对直径为1m 的球形刚性容器内的气体压力进行测量,其读数为500mmHg ,求容器内绝对压力(以Pa 表示)和容器外表面的(以N 表示)。

解: 1atm=101325Pa ,500mmHg=500×133.3224Pa=66661.2Pa 容器内绝对压力 P=Pe+Pb=101325Pa+66661.2Pa=167986.2Pa 222057.1211416.344A m m d =⨯⨯==π 容器外表面的压力 N 6001027.110132557.12Pb A P A F ⨯=⨯==∆=1.3 容器中的表压力Pe=600mmHg ,气压计上的水银柱高为760mm ,求容器中绝对压力(以Pa 表示)。

如果容器中绝对压力不变,而气压计上水银柱高度为755mm ,求此时压力表上的读数(以Pa 表示)是多少?解: 容器中绝对压力 P=Pe+Pb=600mmHg ×133.3224Pa+760mmHg ×133.3224Pa=1.81×105Pa压力表上的读数 Pe=P-Pb=1.81×105Pa-755 mmHg ×133.3224Pa=8.03×104Pa1.4 用斜管压力计测量锅炉尾部烟道中的真空度(习题1.4图)管子的倾斜角α=30°,压力计中使用密度ρ=1.0×103kg/m 3的水,斜管中液柱长l =150mm 。

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例1:如图,已知大气压p b=101325Pa ,U 型管内 汞柱高度差H =300mm ,气体表B 读数为0.2543MPa ,求:A 室压力p A 及气压表A 的读数p e,A 。

解: 强调: P b 是测压仪表所在环境压力例2:有一橡皮气球,当其内部压力为0.1MPa (和大气压相同)时是自由状态,其容积为0.3m 3。

当气球受太阳照射而气体受热时,其容积膨胀一倍而压力上升到0.15MPa 。

设气球压力的增加和容积的增加成正比。

试求:(1)该膨胀过程的p~f (v )关系; (2)该过程中气体作的功;(3)用于克服橡皮球弹力所作的功。

解:气球受太阳照射而升温比较缓慢,可假定其 ,所以关键在于求出p~f (v )(2) (3) 例3:如图,气缸内充以空气,活塞及负载195kg ,缸壁充分导热,取走100kg 负载,待平衡后,不计摩擦时,求:(1)活塞上升的高度 ;(2)气体在过程中作的功和换热量,已知 解:取缸内气体为热力系—闭口系分析:非准静态,过程不可逆,用第一定律解析式。

计算状态1及2的参数: 过程中质量m 不变据 因m 2=m 1,且 T 2=T 1 体系对外力作功注意:活塞及其上重物位能增加例4:如图,已知活塞与气缸无摩擦,初始时p 1=p b ,t 1=27℃,缓缓加热,使 p 2=0.15MPa ,t 2=207℃ ,若m =0.1kg ,缸径=0.4m ,空气 求:过程加热量Q 。

解: 据题意()()121272.0T T m u u m U -=-=∆例6已知:0.1MPa 、20℃的空气在压气机中绝热压缩后,导入换热器排走部分热量,再进入喷管膨胀到0.1MPa 、20℃。

喷管出口截面积A =0.0324m2,气体流速c f2=300m/s 。

已知压气机耗功率710kW ,问换热器的换热量。

解: 稳定流动能量方程——黑箱技术例7:一台稳定工况运行的水冷式压缩机,运行参数如图。

设空气比热cp =1.003kJ/(kg·K),水的比热c w=4.187kJ/(kg·K)。

若不计压气机向环境的散热损失、动能差及位能差,试确定驱动该压气机所需功率。

[已知空气的焓差h 2-h 1=cp (T 2-T 1)]解:取控制体为压气机(不包括水冷部分流入: 流出: 6101325Pa 0.254310Pa 355600PaB b eB p p p =+=+⨯=()()6302160.110Pa 0.60.3m 0.0310J 30kJW p V V =-=⨯⨯-=⨯=斥L ∆{}{}kJ/kgK0.72u T =12T T =W U Q +∆=()()212211U U U m u m u ∆=-=-2521.96010Pa (0.01m 0.05m)98J e W F L p A L=⨯∆=⨯⨯∆=⨯⨯⨯={}{}kJ/kgK0.72u T =WU Q +∆=g V m pq q R T =()f 22gp c A R T=620.110Pa 300m/s 0.0324m 11.56kg/s 287J/(kg K)293K ⨯⨯⨯==⋅⨯()11111111m V m P e q p q P q u p v ++⇒++()12122222m V m e q p q q u p v ++Φ⇒Φ++水水内增: 0 取整个压气机(包括水冷部分)为系统:流入: 流出: 内增 : 0 查水蒸气表得 本题说明:1)同一问题,取不同热力系,能量方程形式不同。

2)热量是通过边界传递的能量,若发生传热两物体同在一体系内,则能量方程中不出现此项换热量。

3)黑箱技术不必考虑内部细节,只考虑边界上交换及状况。

4)不一定死记能量方程,可从第一定律的基本表达出发。

例9:若容器A 刚性绝热,初态为真空,打开阀门充气,使压力p 2=4MPa 时截止。

若空气u =0.72T 求容器A 内达平衡后温度T 2及充入气体量m 。

解:取A 为CV .——非稳定开口系 容器刚性绝热忽略动能差及位能差,则由 或 流入:hin δmin 流出: 0内增:u δm例10:已知储气罐中原有的空气质量m 1,热力学能u 1,压力p 1,温度T 1。

充气后,储气罐内气体质量为m 2,热力学能u 2,忽略动能差与位能差,且容器为刚性绝热。

导出u 2与h 的关系式 。

解:方法一取气罐为系统。

考虑一股气体流入,无流出方法二:取气罐内全部空气(m 2)为闭口系 Q =ΔU +W Q :容器刚性绝热充入气体与管内气体热力学状态相同Q =0 第四章例3:某理想气体经历4个过程,如T-s 图 1)将各过程画在p-v 图上;2)指出过程吸热或放热,膨胀或压缩。

解:1-3 1-2 113113m V m P u q p q q h ++++Φ水1313m m P q h q h ⇒++1231322424m V m m m u q p q q h q h q h ++⇒+43125.66kJ/kg 62.94kJ/kg 200.2kW h h P ===5g 4010132.87kg287423.99pV m R T ⨯⨯===⨯()δ0in h u m -=uh in =1313311s s T T n <><<-及且κ 边压缩,边放热∴121221s s T T n <<∞<<-及且κ 边膨胀,边放热∴1-4 1-5 例4:封闭气缸中气体初态p 1=8MPa ,t 1=1300℃,经过可逆多变膨胀过程变化到终态p 2=0.4MPa ,t 2=400℃。

已知气体常数R g=0.287kJ/(kg·K),试判断气体在该过程中是放热还是吸热?[比热容为常数,c v=0.716 kJ/(kg·K)] 解:计算初,终态比容多变指数 \多变过程膨胀功和热量 故是吸热过程第五章例1:某专利申请书提出一种热机,它从167℃的热源 吸热,向7℃冷源放热,热机每接受1000kJ 热量,能发出0.12kW·h 的电力。

请判定专利局是否应受理其申请,为什么? 解:从申请是否违反自然界普遍规律着手 故不违反第一定律根据卡诺定理,在同温限的两个恒温热源之间工作的热机,以可逆机效率最高违反卡诺定理,所以不可能例2:某循环在700K 的热源及400K 的冷源之间工作,如图,试判别循环是热机循环还是制冷循环,可逆还是不可逆? 解: 方法1:设为热机循环不可能设为制冷循环: 符合克氏不等式,所以是不可逆制冷循环 方法2:设为热机循环 设为制冷循环注意: 1)任何循环(可逆,不可逆;正向,反向)第一定律都适用。

故判断过程方向时仅有第一定律是不够的; 2)热量、功的“+”、“-”均基于系统,故取系统不同可有正负差别; 3)克氏积分 中, 不是工质微元熵变。

例3:气缸内储有1kg 空气,分别经可逆等温及不可逆等温,由初态p 1=0.1MPa ,t 1=27℃压缩到p 2=0.2MPa ,若不可逆等温压缩过程耗功为可逆压缩的120%,确定两过程中空气的熵增、熵流及熵产。

(空气取定比热, t0=27℃ ) 解:可逆等温压缩不可逆等温压缩:由于初终态与可逆等温压缩相同例4:判断下列各情况的熵变:正、负或01)闭口系经可逆变化,系统与外界交换功量10kJ ,热量-10kJ ,系统熵变 。

“-” 2) 闭口系经不可逆变化,系统与外界交换功量10kJ ,热量-10kJ ,系统熵变 。

“-”or”+” 3)稳定流动的流体经不可逆过程,作功20kJ ,与外界交换热量-15kJ ,流体进出口熵变。

“+”or”-”1414410s s T T n >>-∞>>-及且边膨胀,边吸热∴1515511s s T T n ><<<-及且κ温边膨胀,边吸热,边降∴net 10.123600432kJ 1000kJW Q =⨯=<=net 121net 210000kJ4000kJ 14000kJ W Q Q Q W Q =-=+=+=1212δrr r Q Q Q T T T =-⎰14000kJ 4000kJ 10kJ/K 0700K 400K =-=>C 400K110.4286700KL h T T η=-=-=net 110000kJ 0.712614000kJ t W Q η===C t ηη>不可能≤⎰r T Q δr T Q δ4)稳定流动的流体经历可逆过程,作功20kJ ,与外界交换热量-15kJ ,流体进出口熵变。

“-”5)稳定流动的流体经不可逆绝热变化,系统对外作功10kJ ,此开口系统的熵变。

0 例5:用孤立系统熵增原理证明该循环发动机是不可能制成的: 它从167℃的热源吸热1000kJ 向7℃的冷源放热568kJ ,输出循环净功432kJ 。

证明:取热机、热源、冷源组成闭口绝热系 所以该热机是不可能制成的例6:1000kg 0℃的冰在20 ℃的大气中化成0 ℃的水,求作功能力损失。

已知:冰的融化热γ=335kJ/kg )解:方法一,取冰、大气为系统—孤立系统 方法二:取冰为系统—闭口系方法三53.3510kJc Q =⨯冷量例7:一刚性绝热容器用隔板分成两部分,V A =3V B 。

A 侧1kg 空气,p 1=1MPa ,T 1=330K , B 侧真空。

抽去隔板,系统恢复平衡,求过程作功能力损失。

(T 0=293K ,p 0=0.1MPa ) 解:例8:刚性容器A ,B 分别储有1kmolO2和N2,将它们混合装于C ,若V A=V B=V C ,T A=T B=T C,求:熵变。

解:混合前 混合后 第七章 例3:滞止压力0.65MPa ,滞止温度350K 的空气,可逆绝热流经一收缩喷管,在喷管截面积为2.6×10-3m 2处,气流马赫数为0.6。

若喷管背压为0.3MPa ,试求喷管出口截面积A 2。

解:在截面A =2.6×10-3m 2处: 出口截面:各截面质量流量相等 51000kg 335kJ/kg 273K 3.3510kJ/K 273ice Q S T ⨯∆==⨯=冰B BAB A A A V RT p V RT p ===111122B A ccp p V RT n p ===混2,m m q q =。

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