工程热力学-第五章 第六章 作业答案

n m V m M V MV p pV
M Vm
Vm ZRT ZRgT
m midea 412.4kg
11
Z
5-1
2) ' T1 11.72 Q2
T1 T2
W
W 2.133103 kJ
1) Q1 Q2 W 2.2867 104 kJ
3)
m
W W总
W总
2.2453103 kJ
P= W总 623.7w t
4) P' Q2 6.944(kwgh) t
高温热源 放热Q2 耗功W
热机 机械能
S1-2
m1cvIn
T T1
m2cvIn
T T2
4.738kJ/K
I T0S1-2 1388.28kJ
8
5-23
1)A、B一起可以看作孤立系,并且可逆 Siso 0
SA
mc p In
Tf T1
SA
mc p In
Tf T2
Siso
SA
SB
mc
p
In
Tf T1
mc
p
In
Tf T2
0
(Tf )2 T1T2，即：Tf T1T2
T0
(
Q1 950
Q1 ) 1000
15.7895kJ
I2
T0S2
T0
(
Q2 300
Q2 ) 350
52.63kJ
I=I1 I2 68.42kJ
7
5-20
绝热：Q 0 U不变 设混合后温度为t摄氏度
m1cv[(t 273) (20 273)] m2cv[(t 273) (80 273)] 0 t 60摄氏度
(Tm )2 T1T2
I
T0 S=T0 mc p In
(Tm )2 T1T2
9
6-1
2
w 1 pdVm
p
RT Vm
b
a Vm2
w
2
1 pdVm
2 1
RT ( Vm
b
wk.baidu.com
a Vm2
)dVm
w RTIn(Vm b)
2 1
a Vm
2 1
RTIn(Vm2 b) a Vm1 b Vm2
Wmax Q1 Q2 mcp (T1 Tf ) mcp (Tf T2 )
mcp (T1 T2 2Tf )
2)直接传热：Q1 Q2 mcp (T1 Tm ) mcp (Tm T2 ) Tm (T1 T2 ) / 2
S
SA
SB
mc
p
In
Tm T1
mc
p
In
Tm T2
mc p In
a
Vm1
10
6-3 1) pV mRgT
pV
4106 3
midea
RgT
8.314 32 103
(273 113)
288.68kg
2) Tcr 154K, pcr 5.05MPa
Tr
T Tcr
1.03896, Pr
p pcr
0.7921
查表：Z 0.7
pVm
ZRT
Vm
ZRT p
吸热Q1 低温热源
1
5-3 1) 不采用回热时
q1 q12 q23 cp (T2 T2 ) 400 103 1102.8kJ
q2
q34
q41
cp (T2
T2 )
300 400 1000
103
822.8kJ
w 280kJ
= w 25.39%
q1
2) 采用极限回热时
=c
1 T1 T2
6
5-1：9 热源之间存在温差传热，设想热源与工质之间 插入中间热源，使与热源接触的一侧紧接1000K，与 工质接触一侧温度接近950K；恒温冷源也插入中间 热源，相同处理。因此在两个中间热源之间的循环为 内可逆循环：
1)Th 950K Tl 350K
c
1 Tl Th
63.16%
2)I1
T0S1
能实现，并且是不可逆循环
4
5-8
Ñ Q 0 Q1 Q2 Q3 0
T
T1 T2 T0
Q3 862.5kJ
Wnet Q1 Q2 Q3 1137.5kJ
因此能实现
2) Wnet,max 1137.5kJ
5
5-9
1) (a) 吸热：S f 0 S=S f Sg 0
可逆：Sg =0
2) (c) 放热：S f 0 不可逆：Sg 0 S=S f Sg：可正、可负、也可为0
3) (b) 放热：S f，Q 0 可逆：Sg =0
稳定流动：S 0
S=S f ,Q S f ,m Sg
S f ,m S2 S1 S f ,Q 0
进、出口截面熵变为负
4) (d) 稳定流动：S=0
70%
2
5-6 1) = W 40% W 40kJ
Q1
'
QH W
QH
140kJ
2)c
1 T0 T1
1 290 1000
71%
Wnet 71% 100 71kJ
' TH 5.143
TH T0
QH Wnet ' 365.14kJ
T1 Q1 W
E
Q2 T0
TH QH
P QL
T0
3）不违背。复合系统从整体上看，低温热源传递
了热量QL－Q2到TH，是以消耗了高温热源传递的
热量Q1为代价，整体上热量的品质降低
3
5-7
c
1 T2 T1
85%
1)
Wnet Q1
90% c
不可能发生
2)
Q1 Q2 Q1
85%
c
能实现，并且是可逆循环
3)
Wnet Q2＋Wnet
75% c