(完整版)哈工大工程热力学习题答案——杨玉顺版

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工程热力学(哈尔滨工程大学)知到章节答案智慧树2023年

工程热力学(哈尔滨工程大学)知到章节答案智慧树2023年

工程热力学(哈尔滨工程大学)知到章节测试答案智慧树2023年最新绪论单元测试1.工程热力学课程主要研究热能与其它形式能量的相互转化。

()参考答案:对2.热质说无法解释摩擦生热问题。

()参考答案:对第一章测试1.闭口系统是指()的系统。

参考答案:与外界没有物质交换2.孤立系统指的是系统()。

参考答案:A+B+C3.在工质热力状态参数中,可以直接测量的参数是()。

参考答案:压力4.若真空度为0.2个大气压,则该处的的绝对压力为()个大气压。

参考答案:0.85.准静态过程中,系统经历的所有状态都接近于()。

参考答案:平衡态6.在工质热力状态参数中,属于基本状态参数的有()。

参考答案:压力;温度;比体积7.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。

()参考答案:错8.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。

()参考答案:对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。

()参考答案:对10.用100℃的热源非常缓慢的给冰、水混合物加热,混合物经历的是准静态过程。

该加热过程是可逆过程。

()参考答案:错第二章测试1.热力学第一定律用于()。

参考答案:任意系统、任意工质、任意过程2.热力学能与推动功之和()。

参考答案:是状态参数3.热力学第一定律的实质是()。

参考答案:能量转换和守恒定律4.工质膨胀功与技术功的关系为。

()参考答案:5.工质膨胀时必须对工质进行加热。

()参考答案:错6.绝热节流过程是等焓过程。

()参考答案:错7.实际气体绝热自由膨胀后热力学能不变。

()参考答案:对8.闭口系与外界不交换流动功,所以不存在焓。

()参考答案:错9.稳定流动能量方程式也适用于有摩擦的热力过程。

()参考答案:对10.热力学能就是热量。

()参考答案:错第三章测试1.通用气体常数R与气体的种类无关,但与气体的性质有关。

()参考答案:错2.理想气体是一种假象的气体,存在2个基本的假设。

(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。

(完整版)哈工大工程热力学习题答案——杨玉顺版

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(完整版)哈⼯⼤⼯程热⼒学习题答案——杨⽟顺版第⼆章热⼒学第⼀定律思考题1. 热量和热⼒学能有什么区别?有什么联系?答:热量和热⼒学能是有明显区别的两个概念:热量指的是热⼒系通过界⾯与外界进⾏的热能交换量,是与热⼒过程有关的过程量。

热⼒系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的;⽽热⼒学能指的是热⼒系内部⼤量微观粒⼦本⾝所具有的能量的总合,是与热⼒过程⽆关⽽与热⼒系所处的热⼒状态有关的状态量。

简⾔之,热量是热能的传输量,热⼒学能是能量?的储存量。

⼆者的联系可由热⼒学第⼀定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出;热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热⼒学能的变化。

2. 如果将能量⽅程写为d d q u p v δ=+或d d q h v p δ=-那么它们的适⽤范围如何?答:⼆式均适⽤于任意⼯质组成的闭⼝系所进⾏的⽆摩擦的内部平衡过程。

因为 u h pv =-,()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭⼝系将 du 代⼊第⼀式得q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。

3. 能量⽅程δq u p v =+d d (变⼤)与焓的微分式 ()d d d h u pv =+(变⼤)很相像,为什么热量 q 不是状态参数,⽽焓 h 是状态参数?答:尽管能量⽅程 q du pdv δ=+与焓的微分式 ()d d d h u pv =+(变⼤)似乎相象,但两者的数学本质不同,前者不是全微分的形式,⽽后者是全微分的形式。

是否状态参数的数学检验就是,看该参数的循环积分是否为零。

对焓的微分式来说,其循环积分:()dh du d pv =+蜒? 因为0du =??,()0d pv =??所以0dh =??,因此焓是状态参数。

⽽对于能量⽅程来说,其循环积分:q du pdv δ=+蜒?虽然: 0du =?? 但是: 0pdv ≠?? 所以: 0q δ≠?? 因此热量q 不是状态参数。

工程热力学习题答案(全)

工程热力学习题答案(全)

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1-3:212111111262111ln ln 0.50.5100.172ln138.374kJ 0.1v vv pp v p v v p p v w pdv dv v ==⨯⨯⨯====⎰⎰ 习题1-4:sin B P gl ρα=+6310sin 0.1100.89.80720010sin30?=99215.44 Pa P B gl ρα-=-=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯3习题1-5:21w pdv =⎰1) p=定值:210.0560.020.71021kJ v v p w dv dv ⨯===⎰⎰;2) pV=定值:216211121110.05ln 0.7100.02ln 12.8kJ 0.02v vvp v v p v w pdv dv v =⨯⨯⨯====⎰⎰ 习题1-7:需由热泵向室内提供的热量为:31700001024010019264.43600Q ⨯=-⨯-= w120Q w ε=10219264.4==3.8535Q w ε=kw 习题1-9:1) 512010==3.9773600Q w ε=⨯2) 5210=107360074800Q Q w =--⨯= kJ/h 3) 127.783600Q w == 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。

工程热力学习题及答案

工程热力学习题及答案

题目类型一、填空题二、简答题三、分析推理题四、证明题五、说明题六、计算题一、填空题(共30分,每空1分)1、可逆过程是准静态过程的充分条件。

2、系统与外界既无能量交换又无质量交换的系统叫做孤立系统。

3、如大气压力为0.1MPa,则容器内真空度的最大值为0.1 MPa。

4、处于平衡状态的系统,其内部不存在势差。

5、膨胀功、技术功以及系统进出口的流动功四者的关系式为w t+p2v2=w+p1v16、制冷系数的取值范围是(0,+∞)。

7、范德瓦尔方程提出的基本观点为:实际气体分子本身占有体积,实际气体分子间存在吸引力。

8、压缩因子的定义是实际气体的比热与按理想气体求得的比热的比值。

9、定容过程加给系统的热量用于提高系统的内能;定压过程加给系统的热量用于提高系统的焓。

10、理想气体的真实比热不仅与气体的种类有关,还与气体的温度有关。

11、气体总压力与分压力之间遵循道尔顿定律;总容积与分容积之间遵循阿密盖特定律。

12、闭口系统的特点是控制质量;开口系统的特点是控制体积。

13、理想气体绝热节流前后,熵增大,温度不变。

14、活塞式压缩机的余隙对排气量有影响;对单位压缩轴功无影响。

15、在卡诺循环中,对热效率影响较大的是低温热源的温度。

16、凝华现象只有在物质的三相点压力以下才可能发生。

17、热力学第二定律的数学表达式为ds iso≥0 。

18、喷水蒸气加湿的过程为等温加湿过程,喷水加湿的过程为等焓加湿过程。

19、如1 kg湿空气中含有0.5kg水蒸气,则这种湿空气的含湿量为1000g/kg(a)。

20、获得超音速气流的两个条件是βb≤βc和采用渐缩渐扩喷管。

21、相对于蒸气压缩制冷而言,空气压缩制冷的缺点是制冷系数小;和单位工致的制冷量小。

22.在等熵流动中,由亚音速气流加速为超音速气流的过程中,以下参数是如何变化(增大、减小):温度减小、比容增大、音速减小。

二、简答题:(共20分,每小题5分)1、简述背压式热电循环的原理,说明其意义。

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 /3v 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/32-3.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1111RT v p m =压送后储气罐中CO2的质量2222RT v p m =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。

工程热力学课后习题答案

工程热力学课后习题答案

工程热力学课后习题答案工程热力学课后习题答案热力学是工程学中的重要分支,它研究能量转化和传递的规律。

在学习热力学的过程中,课后习题是检验学习成果和巩固知识的重要途径。

下面将为大家提供一些工程热力学课后习题的详细解答,希望能对大家的学习有所帮助。

1. 一个理想气体在等压条件下,从体积为1m³压缩到0.5m³,压力保持不变。

求气体对外界做功的大小。

解答:根据理想气体的等压过程,气体对外界做功的大小等于压力乘以体积的变化量。

即W = PΔV = P(V2 - V1) = P(0.5m³ - 1m³) = -0.5Pm³。

2. 一个系统的内能增加了1000J,同时对外界做了500J的功。

求系统所吸收的热量。

解答:根据能量守恒定律,系统吸收的热量等于内能增加量与对外界所做功的和。

即Q = ΔU + W = 1000J + 500J = 1500J。

3. 一个容器内有1kg的水,初始温度为20℃。

将容器放在恒温室内,经过一段时间后,水的温度升至30℃。

求水所吸收的热量。

解答:根据热容公式Q = mcΔT,其中 Q 表示吸收的热量,m 表示物体的质量,c 表示物体的比热容,ΔT 表示温度的变化量。

将题目中的数据代入公式,即 Q= 1kg × 4186J/kg℃ × (30℃ - 20℃) = 41860J。

4. 一个活塞与一个理想气体接触,气体的初始体积为1m³,初始压力为2MPa。

经过一定过程后,气体的体积减小到0.5m³,压力增加到4MPa。

求气体对外界做的功。

解答:根据理想气体的等压过程,气体对外界做的功等于压力乘以体积的变化量。

即W = PΔV = P(V2 - V1) = 4MPa × (0.5m³ - 1m³) = -2MJ。

5. 一个系统的内能增加了2000J,同时对外界做了1000J的功。

《工程热力学》试卷及标准答案评分标准

《工程热力学》试卷及标准答案评分标准

工程热力学》试卷及标准答案评分标准《工程热力学》试卷及标准答案第一部分选择题(共15分)一、单项选择题(本大题共15小题,每题只有一个正确答案,答对一题得1分,共15分)1、压力为10bar的气体通过渐缩喷管流入1bar的环境中,现将喷管尾部截去一段,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2、某制冷机在热源T1=300K,及冷源T2=250K之间工作,其制冷量为1000J,消耗功为250KJ,此制冷机是【】A.可逆的B.不可逆的C.不可能的D.可逆或不可逆的3、系统的总储存能为【】A.UB.U?pV2C.U?mc2f/2?mgzD.U?pV?mcf/2?mgz4、熵变计算式?s?cpIn(T2/T1)?RgIn(p2/p1)只适用于【】A.一切工质的可逆过程B.一切工质的不可逆过程C.理想气体的可逆过程D.理想气体的一切过程5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后,欲使系统回复到初态,系统需要进行一个【】过程。

【】A.可逆绝热压缩B.不可逆绝热压缩C.边压缩边吸热D.边压缩边放热《工程热力学》试题第1页(共8页)6、混合气体的通用气体常数,【】。

【】A.与混合气体的成份有关B.与混合气体的质量有关C.与混合气体所处状态有关D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝,通电后如取空气为系统,则【】A.Q>0,AU>0,W>0B.Q=0,AU>0,W>0C.Q>0,AU>0,W=0D.Q=O,△U=0,W=08、未饱和空气具有下列关系【】A.t>tw>tdB.t>td>tw.C.t=td=twD.t=tw>td9、绝热节流过程是【】过程。

【】A.定压B.定温C.定熵D.节流前后焓相等10、抽汽式热电循环的结果是【】A.提高循环热效率,提高热能利用率B.提高循环热效率,降低热能利用率C.降低循环热效率,提高热能利用率D.降低循环热效率,降低热能利用率11、一个橡皮气球在太阳下被照晒,气球在吸热过程中膨胀,气球内的压力正比于气球的容积,则气球内的气球进行的是【】A.定压过程B.多变过程C.定温过程D.定容过程12、气体的容积比热是指【】A.容积保持不变的比热。

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第二章 热力学第一定律思 考 题1. 热量和热力学能有什么区别?有什么联系?答:热量和热力学能是有明显区别的两个概念:热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量,是与热力过程有关的过程量。

热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的;而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合,是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。

简言之,热量是热能的传输量,热力学能是能量?的储存量。

二者的联系可由热力学第一定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出;热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。

2. 如果将能量方程写为d d q u p v δ=+或d d q h v p δ=-那么它们的适用范围如何?答:二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。

因为 u h pv =-,()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。

3. 能量方程 δq u p v =+d d (变大) 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+(变大) 很相像,为什么热量 q 不是状态参数,而焓 h 是状态参数?答:尽管能量方程 q du pdv δ=+与焓的微分式 ()d d d h u pv =+(变大)似乎相象,但两者的数学本质不同,前者不是全微分的形式,而后者是全微分的形式。

是否状态参数的数学检验就是,看该参数的循环积分是否为零。

对焓的微分式来说,其循环积分:()dh du d pv =+⎰⎰⎰ 因为0du =⎰,()0d pv =⎰所以0dh =⎰,因此焓是状态参数。

而对于能量方程来说,其循环积分:q du pdv δ=+⎰⎰⎰虽然: 0du =⎰但是: 0pdv ≠⎰所以: 0q δ≠⎰ 因此热量q 不是状态参数。

4. 用隔板将绝热刚性容器分成A 、B 两部分(图2-13),A 部分装有1 kg 气体,B 部分为高度真空。

将隔板抽去后,气体热力学能是否会发生变化?能不能用 d d q u p v δ=+ 来分析这一过程?答:这是一个有摩擦的自由膨胀过程,相应的第一定律表达式为q du dw δ=+。

又因为容器为绝热、刚性,所以0q δ=,0w δ=,因而0du =,即21u u =,所以气体的热力学能在在膨胀前后没有变化。

如果用 q du pdv δ=+ 来分析这一过程,因为0q δ=,必有du pdv =-,又因为是膨胀过程0dv >,所以0du <,即21u u <这与前面的分析得出的21u u =矛盾,得出这一错误结论的原因是自由膨胀是自由膨胀是一个非平衡过程,不能采用qdu pdvδ=+这个式子来进行分析,否则将要得到错误的结论。

5. 说明下列论断是否正确:(1) 气体吸热后一定膨胀,热力学能一定增加; (2) 气体膨胀时一定对外作功; (3) 气体压缩时一定消耗外功。

答:(1)不正确:由q du pdv δ=+可知,当气体吸热全部变成对外作出的膨胀功时,热力学能就不增加,即当q pdv δ=时,0du =;又当气体吸热全部用来增加其热力学能时,即当q du δ=时,气体也不膨胀,因为此时,0pdv =,而0P >,所以0dv =。

(2)不正确:上题4就是气体膨胀而不对外做功的实例。

(3)正确:无摩擦时 w pdv δ=,0P >,压缩时0dv <,故0w δ<消耗外功;有摩擦时,w pdv δ<,0P >,压缩时0dv <,故0w δ=消耗更多的外功。

所以无论有无摩擦,也不论是否吸热或放热,气体压缩时一定消耗外功的。

图 2-13习 题2-1 冬季,工厂某车间要使室内维持一适宜温度。

在这一温度下,透过墙壁和玻璃窗等处,室内向室外每小时传出 0.7⨯106 kcal 的热量。

车间各工作机器消耗的动力为 500PS (认为机器工作时将全部动力转变为热能)。

另外,室内经常点着 50盏 100 W 的电灯。

要使这个车间的温度维持不变,问每小时需供给多少kJ 的热量(单位换算关系可查阅附表10和附表11)?[解] : 为了维持车间里温度不变,必须满足能量平衡即Q Q ••=∑∑出进所以有 Q Q Q Q ••••=++∑散动电灯加入因而66(0.710500632.415500.1859.854) 4.18681.588910/Q Q Q Q kJ h••••=--∑=⨯-⨯-⨯⨯⨯=⨯加入散动电灯*此题目的练习能量平衡概念及有关能量单位的换算。

2-2 某机器运转时,由于润滑不良产生摩擦热,使质量为 150 kg 的钢制机体在 30 min 内温度升高 50 ℃。

试计算摩擦引起的功率损失(已知每千克钢每升高 1 ℃需热量 0.461 kJ)。

[解] : 摩擦引起的功率损失就等于摩擦热,故有0.46115050/(3060)1.9208/ 1.9208P Q C m t kJ s kW••==∆=⨯⨯⨯==钢摩擦*此题目的练习能量平衡2-3 气体在某一过程中吸入热量 12 kJ ,同时热力学能增加 20 kJ 。

问此过程是膨胀过程还是压缩过程?对外所作的功是多少(不考虑摩擦)?PS 为公制马力的符号,1 PS = 75 kgf m/s 。

[解] : 由闭口系能量方程: Q U W =∆+ 又不考虑摩擦,故有 21Q U Pdv =∆+⎰所以 2112208Pdv Q U kW =-∆=-=-⎰ 因为 0P > 所以 0dV <因此,这一过程是压缩过程,外界需消耗功8 kW 。

2-4 有一闭口系,从状态1经过a 变化到状态2(图2-14);又从状态2经过b 回到状态1;再从状态1经过c 变化到状态2。

在这三个过程中,热量和功的某些值已知(如下表中所列数值),某些值未知(表中空白)。

试确定这些未知值。

[解] : 关键在于确定过程 1-2的热力学能变化,再根据热力学能变化的绝对值不随过程而变,对三个过程而言是相同的,所不同的只是符号有正、负之差,进而则逐过程所缺值可求。

根据闭口系能量方程的积分形式:Q U W =∆+2—b —1: 7(4)3U Q W kJ ∆=-=---=-1—a —2: 1037W Q U kJ =-∆=-=1—c —2: 3811Q U W kJ =∆+=+=将所得各值填入上表空中即可※ 此题可以看出几点: 图 2-141、不同热力过程,闭口系的热量 Q 和功 W 是不同的,说明热量与功是与过程有关的物理量。

2、 热力学能是不随过程变化的,只与热力状态有关。

以下内容请下载后欣赏换成小四字体后图与题目即可对应好y2-5 绝热封闭的气缸中贮有不可压缩的液体 0.002 m 3,通过活塞使液体的压力从 0.2 MPa 提高到 4 MPa (图2-15)。

试求: (1) 外界对流体所作的功; (2) 液体热力学能的变化; (3) 液体焓的变化。

[解] :(1)由于液体是不可压缩的,所以外界对流体所作的功为零: W = 0(2)由闭口系能量方程:Q =ΔU + W 因为绝热, Q = 0 又不作功 W = 0所以 ΔU = 0 即液体的热力学内能没有变化。

(3)虽然液体热力学能未变,但是由于其压力提高了,而容积不变,所以焓增加了 (6()00.002(40.2)107.6 H U PV kJ∆=∆+∆=+-⨯=2-6 同上题,如果认为液体是从压力为 0.2 MPa 的低压管道进入气缸,经提高压力后排向 4 MPa[答案]:Wt = -7.6 kJ 外界消耗功 ΔU = 0 ΔH = 7.6 kJ2-7 已知汽轮机中蒸汽的流量q m =40 t/h ;汽轮机进口蒸汽焓 h 1= 3 442 kJ/kg ;出口蒸汽焓h 2=2 448 kJ/kg 如果考虑到汽轮机每小时散失热量 0.5⨯106 kJ ,进口流速为 70 m/s ,出口流速为 120 m/s ,进口比出口高 1.6 m ,那么汽轮机的功率又是多少? [解] :1)不考虑汽轮机散热以及进出口气流的动能差和位能差时,如右下图 因为0q =, 2/20C ∆=, 0zg ∆=根据开口系稳定流动的能量方程,(2-11)式,汽轮机对外作的功等于蒸汽经过汽轮机后的焓降:1234422448994/sh W h h h kJ kg =-∆=-=-=汽轮机功率39944010/360011044.44sh P W m kW •=•=⨯⨯=2)考虑汽轮机散热以及进出口气流的动能和位能差时,每kg 蒸汽的散热量 5351012.5/4010Q q kJ kg m••⨯===⨯散根据(2-11)式有: 22sh C q h zg W ∆-=∆++∆+蒸汽作功 221221121()()2sh W h h q C C z z g=------223334422448(12070)/(210) 1.69.81/1012.5976.76/sh W kJ kg =---⨯+⨯-=功率3976.764010/360010852.95sh P W m kW •=•=⨯⨯=各种损失及所占比例: 汽轮机散热损失:12.5/kJ kg 占 12.5/994 1.26%=蒸汽的进出动能差:2231(12070) 4.75/210kJ kg -=⨯ 占 4.75/9940.48%= 蒸汽的进出位能差: 31.69.81/100.0156/kJ kg ⨯= 占 0.0156/9940.002%= 三项合计 17.2656/kJ kg 占1.74%不超过百分之二,一般计算不考虑这三个因素也是足够精确的。

※ 此题的目的练习使用开口系稳定流动的能量方程及其在汽轮机功率计算中的应用和汽轮机有关损失的大致的数量级。

2-8 一汽车以 45 km/h 的速度行驶,每小时耗油 34.1⨯10-3 m 3。

已知汽油的密度为 0.75 g/cm 3,汽油的发热量为 44 000 kJ/kg ,通过车轮输出的功率为 87 PS 。

试求每小时通过排气及水箱散出的总热量。

[解]: 根据能量平衡,汽车所消耗的汽油所发出的热量等于其车轮轴输出的功率和通过排汽和水箱散出的热量之和,即有:333.41100.75104400087612.415 4.186811253000230358.18894941.82/shQ Q P kJ h••--=-=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=-=散汽油 ※此题目练习能量平衡及能量单位的换算。

2-9 有一热机循环,在吸热过程中工质从外界获得热量 1 800 J ,在放热过程中向外界放出热量 1 080 J ,在压缩过程中外界消耗功 700 J 。

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