工程熱力學習題集附答案

1、工程熱力學習題集一、填空題1 能源按使用程度和技術(shù)可分為 能源和能源。2孤立系是與外界無任何 和交換的熱力系。3單位質(zhì)量的廣延量參數(shù)具有 參數(shù)的性質(zhì)，稱為比參數(shù)。4 測得容器的真空度pv 48KPa，大氣壓力 pb 0.102MPa，則容器內(nèi)的絕對壓力為。5 只有過程且過程中無任何 效應(yīng)的過程是可逆過程。6飽和水線和飽和蒸汽線將壓容圖和溫熵圖分成三個區(qū)域，位于三區(qū)和二線上的水和水蒸氣呈現(xiàn)五種狀態(tài)：未飽和水飽和水 濕蒸氣、和。7 在濕空氣溫度一定條件下，露點溫度越高說明濕空氣中水蒸氣分壓力越 、水蒸氣含量越_，濕空氣越潮濕。（填高、低和多、少）8克勞修斯積分? Q/T為可逆循環(huán)。9.熵流是由弓I

2、起的。10多原子理想氣體的定值比熱容 cv 。11.能源按其有無加工、轉(zhuǎn)換可分為 能源和能源。12絕熱系是與外界無 交換的熱力系。13狀態(tài)公理指出，對于簡單可壓縮系，只要給定 個相互獨立的狀態(tài)參數(shù)就可以確定它的平衡狀態(tài)。14測得容器的表壓力Pg 75KPa，大氣壓力Pb 0.098MPa，則容器內(nèi)的絕對壓力為。15如果系統(tǒng)完成某一熱力過程后，再沿原來路徑逆向進行時，能使 都返回原來狀態(tài)而不留下任何變化，則這一過程稱為可逆過程。16卡諾循環(huán)是由兩個 和兩個過程所構(gòu)成。17相對濕度越 ，濕空氣越干燥，吸收水分的能力越 。（填大、?。?8克勞修斯積分？ Q/T為不可逆循環(huán)。19.熵產(chǎn)是由 引起的。2

3、0雙原子理想氣體的定值比熱容 Cp 。21、基本熱力學狀態(tài)參數(shù)有：（）、（）、（）。22、 理想氣體的熱力學能是溫度的（）函數(shù)。23、熱力平衡的充要條件是：（）。24、不可逆絕熱過程中，由于不可逆因素導致的熵增量，叫做（）。25、卡諾循環(huán)由（）熱力學過程組成。26、 熵增原理指出了熱力過程進行的（）、（）、（）。31當熱力系與外界既沒有能量交換也沒有物質(zhì)交換時，該熱力系為32在國際單位制中溫度的單位是 。33根據(jù)穩(wěn)定流動能量方程，風機、水泵的能量方程可簡化為 。34同樣大小的容器內(nèi)分別儲存了同樣溫度的氫氣和氧氣，若二個容器內(nèi)氣體的壓力相等，則二種氣體質(zhì)量的大小為mH2mo2。t2t235. 已

4、知理想氣體的比熱 C隨溫度的升高而增大，當t2>ti時，C 與C的大小關(guān)系為0tl。36. 已知混合氣體中各組元氣體的質(zhì)量分數(shù)3 i和摩爾質(zhì)量Mi，則各組元氣體的摩爾分數(shù)x i為。37. 由熱力系與外界發(fā)生換而引起的熵變化稱為熵流。38. 設(shè)有一諾熱機工作于600C和30C熱源之間，則卡諾熱機的效率為 。39. 在蒸汽動力循環(huán)中，汽輪機排汽壓力的降低受 度的限制。40 .燃氣輪機裝置定壓加熱循環(huán)的 決定循環(huán)熱效率的唯一的條件。41. 與外界既無能量交換也無物質(zhì)交換的熱力系稱為 熱力系。42. 熱力系的儲存能包括。43.已知某雙原子氣體的氣體常數(shù)Rr=260J/(kg k)，則其定值定體質(zhì)

5、量比熱容Cv=J/（kg k）。44.已知 1kg 理想氣體定壓過程初、終態(tài)的基本狀態(tài)參數(shù)和其比熱容，其熱力學能的變化量 可求出為Au=。45定值比熱容為Cn的多變過程，初溫為ti,終溫為t2,其熵變量厶s=。46. 水蒸汽的臨界壓力為 MPa。47. 流體流經(jīng)管道某處的流速與 的比值稱為該處流體的馬赫數(shù)。48. 汽輪機的排汽壓力越低，循環(huán)熱效率越高，但排汽壓力的降低受到了 的限制。49. 壓氣機增壓比較大時， 為了減少滯脹容積、 提高容積效率， 除了盡可能減小余隙容積外，通常還采取 的措施。50. 未飽和濕空氣的相對濕度值在 之間。二、單項選擇題1. 程是可逆過程。（）A. 可以從終態(tài)回復到

6、初態(tài)的B.沒有摩擦的C.沒有摩擦的準平衡D.沒有溫差的2絕對壓力p,真空Pv,環(huán)境壓力Pa間的關(guān)系為（）A.p+pv+pa=0B.p+papv=0C.ppapv=0D.papvp=03閉口系能量方程為（）A. Q+ U+W=OB.Q+ U W=0 C.Q U+W=O D.Q U W=04.氣體常量Rr（）A.與氣體種類有關(guān)，與狀態(tài)無關(guān)B.與狀態(tài)有關(guān)，與氣體種類無關(guān)C.與氣體種類和狀態(tài)均有關(guān)D.與氣體種類和狀態(tài)均無關(guān)5.理想氣體的是兩個相互獨立的狀態(tài)參數(shù)。（）A.溫度與熱力學能B.溫度與焓C.溫度與熵D.熱力學能與焓6.已知一理想氣體可逆過程中，Wt=w，此過程的特性為（）A.定壓B.定溫C.定

7、體D.絕熱7.卡諾循環(huán)如圖所示，其吸熱量Qi=（A.Rrl nPP2B.RrTilnViC.Ti S34D.TA S2i8.在壓力為p時,飽和水的熵為s'干飽和蒸汽的熵為s。當濕蒸汽的干度0<xv1時，其熵為s則（）A.s >s>sB. s>s" >sC. s<s' <sD.s' >s>s9電廠熱力設(shè)備中,內(nèi)的熱力過程可視為定溫過程。A.鍋爐B.汽輪機C.凝汽器D.水泵10.可逆絕熱穩(wěn)定流動過程中，氣流焓的變化與壓力變化的關(guān)系為A. dh= vdpB.dh=vdpC.dh= pdvD.dh=pdv11水蒸汽

8、動力循環(huán)的下列設(shè)備中，有效能損失最大的設(shè)備是（A.鍋爐B.汽輪機C.凝汽器D.水泵12活塞式壓氣機的余隙容積增大使（A.wc增大，n減小B.Wc不變,n減小C.wc不變,n不變D. Wc減小，n減小13.已知燃氣輪機理想定壓加熱循環(huán)壓氣機進，出口空氣的溫度為、T2；燃燒室出口燃氣溫度為T3,則其理想循環(huán)熱效率為（a. 1- T2B.1-彳C.1-半14.飽和濕空氣的相對濕度（A.>1B. =1C. <1D.0<<115濕空氣的焓h為（A. 1kg 濕空氣的焓B. 1m3 濕空氣的焓C. 1kg 干空氣與 1kg 水蒸汽焓之和D. 1kg干空氣的焓與1kg干空氣中所含水蒸

9、汽的焓之和16若已知工質(zhì)的絕對壓力 P=0.18MPa環(huán)境壓力Pa=0.1MPa則測得的壓差為()A.真空 pv=0.08MpaB.表壓力pg=0.08MPaC真空 pv=0.28MpaD.表壓力pg=0.28MPa17. 簡單可壓縮熱力系的準平衡過程中工質(zhì)壓力降低，則()A.技術(shù)功為正B.技術(shù)功為負C.體積功為正D.體積功為負18. 理想氣體可逆定溫過程的特點是 ()A.q=0B. Wt=WC. Wt>WD. Wt<W19若從某一初態(tài)經(jīng)可逆與不可逆兩條途徑到達同一終態(tài)，則不可逆途徑的S必()可逆過程厶SA.大于B.等于C.小于D .大于等于20.飽和蒸汽經(jīng)歷絕熱節(jié)流過程后 ()A

10、.變?yōu)轱柡退瓸.變?yōu)闈裾羝鸆.作功能力減小D.溫度不變21.絕熱節(jié)流過程中節(jié)流前、后穩(wěn)定截面處的流體 ( )A.焓值增加B.焓值減少C.熵增加D.熵減少22空氣在漸縮噴管內(nèi)可逆絕熱穩(wěn)定流動，其滯止壓力為0.8MPa噴管后的壓力為0.2MPa若噴管因出口磨損截去一段，則噴管出口空氣的參數(shù)變化為 ()A.流速不變，流量不變B.流速降低，流量減小C.流速不變，流量增大D.流速降低，流量不變23.把同樣數(shù)量的氣體由同一初態(tài)壓縮到相同的終壓，經(jīng)()過程氣體終溫最高。A.絕熱壓縮B.定溫壓縮C多變壓縮D.多級壓縮三、判斷題1處于平衡狀態(tài)的熱力系，各處應(yīng)具有均勻一致的溫度和壓力。()2穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，維持工

11、質(zhì)流動的流動功和技術(shù)上可資利用的技術(shù)功，均是由熱能轉(zhuǎn)換所得的工質(zhì)的體積功轉(zhuǎn)化而來的3穩(wěn)定流動系統(tǒng)進出口工質(zhì)的狀態(tài)相同。（ ）4穩(wěn)定流動系統(tǒng)的能量方程可理解為控制質(zhì)量系統(tǒng)的能量方程。（ ）5不可能把熱量從低溫物體傳向高溫物體。（）6在相同溫度界線之間變溫熱源可逆循環(huán)的熱效率等于卡諾循環(huán)的熱效率。（）7水蒸氣在定溫過程中 q w 。 （ ） 8濕空氣的相對濕度越高，吸收水分的能力越強。（）9理想氣體的比定容熱容是比體積的單值函數(shù)。（）10當氣流的 M<1 時，要使流速增加，則需使用漸擴噴管。（）11熱力系破壞平衡的速度要比恢復平衡的速度快得多。（）12技術(shù)功為軸功和流動功之和。（）13穩(wěn)定流

12、動系統(tǒng)與外界交換的功和熱量相等且不隨時間而變。（）14焓是開口系統(tǒng)中流入 （或流出）系統(tǒng)工質(zhì)所攜帶的取決于熱力學狀態(tài)的總能量。 （）15不可能從單一熱源取熱使之完全變?yōu)楣Α＃ǎ?6概括性卡諾循環(huán)的熱效率小于卡諾循環(huán)的熱效率。（）17對任何溫度的氣體加壓都能使其液化。（）18由飽和水定壓加熱為干飽和蒸汽的過程， 溫度不變19理想氣體的比定壓熱容是溫度的單值函數(shù)。（ ）20工程上要求氣體從 M<1 加速到 M>1 ，則應(yīng)采用拉伐爾噴管。（ ）四、簡答題1. 準平衡過程與可逆過程有何共同處 ?有何區(qū)別 ?有何聯(lián)系 ?2. 理想氣體狀態(tài)方程有哪些常見形式 ?方程中的常數(shù)項與物性是否有關(guān) ?

13、3. 干飽和蒸汽與濕飽和蒸汽的狀態(tài)參數(shù)各有何特點 ?4. 何謂汽流在噴管中的臨界狀態(tài) ?何謂臨界壓力比 ?理想氣體的臨界壓力比與哪些因素有關(guān) ?5. 何謂汽耗率 ?何謂熱耗率 ?它們與熱效率有什么關(guān)系 ?6. 平衡狀態(tài)與穩(wěn)定態(tài)有什么聯(lián)系與區(qū)別 ?27. 能量方程q= u+w和q=Cv T+dv的適用條件有何不同？8. 夏天，自行車在被太陽曬得很熱的馬路上行駛時，為什么容易引起輪胎爆破?9. 不可逆過程熵的變化如何計算 ?10. 在工程實際中，常引用哪些參數(shù)來表示因摩擦對噴管流動的影響?它們之間有何關(guān)系 ?五、名詞解釋 （每小題 5 分，共 25分）1熱力系的儲存能2平均質(zhì)量熱容3熵產(chǎn)4穩(wěn)定流動

14、5濕空氣的焓六、分析題1、 如圖1,某種理想氣體有兩任意過程 a-b和a-c,已知b，c在同一可逆絕熱線上，試分析：AUab和AUac哪個大？2、某理想氣體經(jīng)歷4個過程，如圖2所示。指出各過程加熱或放熱，膨脹或壓縮。圖23、請分析以下幾種說法正確嗎？為什么？(1) 熵增大的過程必為不可逆過程；(2) 熵產(chǎn)Sg 0的過程必為不可逆過程。4、某循環(huán)在700K的熱源及400K的冷源之間工作，如圖3所示1）用克勞修斯積分不等式判別循環(huán)是熱機循環(huán)還是制冷循環(huán)，可逆還是不可逆2）用卡諾定理判別循環(huán)是熱機循環(huán)還是制冷循環(huán)，可逆還是不可逆?圖3七、計算題1某蒸汽動力裝置，蒸汽流量為40 t/h ，進口處壓力表

15、讀數(shù)為 9.0MPa ，進口比焓為3440 kJ/kg ；出口真空表讀數(shù)為95.06KPa ，比焓為 2240 kJ/kg ，當時當?shù)卮髿鈮毫?8.66KPa，汽輪機對環(huán)境放熱為6.3X 103kJ/h。試求：（1 ）汽輪機進出口蒸汽的絕對壓力各為多少？（2）單位質(zhì)量蒸汽經(jīng)汽輪機對外輸出功為多少？（3）汽輪機的功率為多大？（4）若進出口蒸汽流速分別為60m/s和140m/s時，對汽輪機輸出功有多大影響？2. 將0.8kg溫度為1000C的碳鋼放入盛有6 kg溫度為18C的水的絕熱容器中，最后達到熱平衡。試求此過程中不可逆引起的熵產(chǎn)。碳鋼和水的比熱容分別為Cc 0.47kJ/（kggK）和Cw

16、 4.187kJ /（kggK）。3、 0.5kmol某種單原子理想氣體，由25 C, 2m3可逆絕熱膨脹到1atm,然后在此狀態(tài)的溫度下定溫可逆壓縮回到 2m31)畫出各過程的 p-v 圖及 T-s 圖；(5分)(2)計算整個過程的 Q, W, AU , 出 及AS。4. 系統(tǒng)經(jīng)一熱力過程，放熱8kJ，對外作功26 kJ。為使其返回原狀態(tài)，對系統(tǒng)加熱 6 kJ, 問需對系統(tǒng)作功多少？5. 一諾機工作在800C和20C的兩熱源間，試求：( 1) 卡諾機的熱效率；(2)若卡諾機每分鐘從高溫熱源吸入 1000 kJ熱量，此卡諾機凈輸出功率為多少 kW ?( 3) 求每分鐘向低溫熱源排出的熱量。6.

17、 1kg空氣從相同初態(tài)5 0.2MPa、右35 C經(jīng)定容過程至終溫t?180 °C，試求吸熱量、膨脹功、技術(shù)功和初終態(tài)焓差。 (空氣的 cp 1.004kJ /( kg K)， cV 0.717kJ /(kg K)， Rg 0.287kJ /(kg K)。)8、封閉氣缸中氣體初態(tài)pi=8MPa,ti=1300 C經(jīng)過可逆多變膨脹過程變化到終態(tài) p2=0.4MPa,t2=400 C。已知該氣體的氣體常數(shù) Rg=0.287kJ/(kg比熱容為常數(shù)，5=0.716 kJ/(kg K)1 )求多變過程的多變指數(shù)；2) 求多變過程的膨脹功；3) 試判斷氣體在該過程中各是放熱還是吸熱的？9.m=

18、2.26kg理想氣體的氣體常數(shù) Rr=430J/(kg k),比熱比k=1.35。初溫=477K，經(jīng)可逆定體過程后終溫T2=591K。求Q、AU、W、AS。10. 設(shè)爐膛中火焰的溫度恒為tr=1500C，汽鍋內(nèi)蒸汽的溫度恒為ts=500C，環(huán)境溫度為 t°=25C，求火焰每傳出1000kJ熱量引起的熵產(chǎn)和作功能力損失。11. 空氣可逆絕熱流過一噴管，入口壓力 pi=0.7MPa,溫度ti=800C，出口壓力p2=0.15MPa,此噴管是什么外型的噴管 ?入口空氣流速忽略不計，比熱容和比熱比取定值，分別為Cp=1.004kJ/(kg K)，k=1.4，求噴管出口空氣的溫度、流速、馬赫數(shù)

19、。12. m=1.5kg空氣按可逆定溫過程由初態(tài) Ti=328K,Pi=0.25X 106Pa變化到終態(tài) P2=0.15X106Pa,空氣的 Rr=0.287KJ/(kg k),試求此定溫過程的 Q、W、A U、A H。13. 空氣在漸縮噴管進口截面上的壓力P1=1.5X 1d5Pa,比體積 V1=0.065m3/kg，VG0;噴管出口截面上的壓力 P2=0.8X 1(fPa出口截面積A2=14cm2;設(shè)空氣的R=287J/(kg - k)，比熱容比 K=1.4。試求：(1)噴管出口截面上的比體積 V2,溫度T2(2)空氣流經(jīng)出口截面時的速度 VC214. 某燃氣輪機排氣1.20kg/s,溫度

20、為T1=576K，定壓排入溫度T°=283K的環(huán)境；設(shè)排氣的Cp=1.021KJ/(kg k)。試求每小時燃氣輪機的排氣熱量中的有效能和無效能。15. 設(shè)爐膛中火焰的溫度恒為tr=1500C，汽鍋內(nèi)蒸汽的溫度恒為ts=500C，環(huán)境溫度為 t°=25C，求火焰每傳出1000J熱量引起的熵產(chǎn)和作功能力損失。16. m=1.5kg空氣按可逆定溫過程由初態(tài)=328K,P1=0.25X 106Pa變化到終態(tài) P2=0.15X106Pa,空氣的Rr=0.287KJ/(kg k),試求此定溫過程的 Q、W、A U、A H17某蒸汽動力裝置，蒸汽流量為40 t/h，進口處壓力表讀數(shù)為 9

21、.0MPa，進口比焓為3440kJ/kg ;出口真空表讀數(shù)為95.06KPa，比焓為2240 kJ/kg，當時當?shù)卮髿鈮毫?8.66KPa，汽輪機對環(huán)境放熱為6.3X 103kJ/h。試求：（1）汽輪機進出口蒸汽的絕對壓力各為多少？（2）單位質(zhì)量蒸汽經(jīng)汽輪機對外輸出功為多少？（3）汽輪機的功率為多大？（4）若進出口蒸汽流速分別為60m/s和140m/s時，對汽輪機輸出功有多大影響？工程熱力學習題集答案一、填空題1 常規(guī)新 2能量 物質(zhì) 3強度量4. 54KPa 5準平衡 耗散6干飽和蒸汽 過熱蒸汽7.高 多 8.等于零9與外界熱交換10. -Rg2 g11. 一次 二次12.熱量13.兩14

22、.173KPa15.系統(tǒng)和外界16.定溫絕熱可逆17.小 大18.小于零19.不可逆因素20. - Rg21> （壓力）、（溫度）、（體積）。2 g22、（單值）。23、（系統(tǒng)內(nèi)部及系統(tǒng)與外界之間各種不平衡的熱力勢差為零）。24、（熵產(chǎn)）25、（兩個可逆定溫和兩個可逆絕熱）26、（方向）、（限度）、（條件）。31孤立系；t21232開爾文(K);33. Ws=h 2 hi 或 wt=h2 hi 34小于 35. C Cho36.i /Mini /Mii 142熱力學能、宏觀動能、重力位能 43.650 44.c（T2- Ti） l48環(huán)境溫度49多級壓縮、中間冷卻50.0與1 51.（物

23、質(zhì)）52.（絕對壓力）。2 253.（q=（h2-hl）+（C2-C1）/2+g（Z2-Zl）+ws）0 54.（溫度）55. （0.657）kJ/kgK 56.定熵線）57.（逆向循環(huán)）。58.（兩個可逆定溫過程和兩個可逆絕熱過程）59.（預(yù)熱階段、汽化階段、過熱階段）。60.（增大）二、單項選擇題三、判斷題1.V 2.V3.4.V 5.6.7.8.9.10.11. 12.13.14.V 15.16.17.18.V19.V 20.V21. (X)22.(V)23. (X)24. (X)25. (V)26. (X)27.(V)28. (V)29. (X)30.(V)四、簡答題1.它們共同處都是

24、在無限小勢差作用下，非常緩慢地進行，由無限接近平衡狀態(tài)的狀態(tài)組成的過程。它們的區(qū)別在于準平衡過程不排斥摩擦能量損耗現(xiàn)象的存在， 可逆過程不會產(chǎn)生任何能量的損耗。一個可逆過程一定是一個準平衡過程，沒有摩擦的準平衡過程就是可逆過程。2.1kg 氣體:pv=RrTmkg 氣體:pV=mRrTIkmol 氣體：pVm=RTnkmol 氣體：pV=nRTRr是氣體常數(shù)與物性有關(guān)，R 是摩爾氣體常數(shù)與物性無關(guān)。3.干飽和蒸汽： x=1,p=pst=tsv=v ,h=h s=s濕飽和蒸汽： 0<x<1,p=p st=tsV <v<v , h，<h<h , s，<s&

25、lt;s4. 流速為當?shù)匾羲伲∕a=1）時的狀態(tài)稱為流體的臨界狀態(tài)。流體臨界狀態(tài)的壓力 （臨界壓力 ）與其滯止壓力的比值，稱為臨界壓力比。理想氣體的臨界壓力比只與氣體的物性有關(guān)（或比熱比k有關(guān)）5. 汽耗率是每作1kwh功（每發(fā)1度電）的新蒸汽耗量（汽耗量）。熱耗率是每作1kw h功（每發(fā)1度電）的耗熱量。熱耗率與熱效率是直接關(guān)聯(lián)的，熱耗率越高，熱效率就越低；而汽耗率與熱效率就沒有這種對應(yīng)關(guān)系，汽耗率低不一定熱效率高，汽耗率高也不 一定熱效率低。6平衡態(tài)是指熱力系的宏觀性質(zhì)不隨時間變化的狀態(tài)。穩(wěn)定態(tài)是指熱力系的狀態(tài)不隨時 間而變化的狀態(tài)。平衡必然穩(wěn)定，穩(wěn)定未必平衡。7前者：閉口系、任意工質(zhì)、任

26、意過程后者：閉口系、理想氣體、可逆過程8輪胎內(nèi)氣體壓力為P=MRT,MRl為常數(shù)，當T升高時P隨之升高，容易引起爆破。V V9可以選擇相同初、終狀態(tài)間可逆過程熵的變化來計算。10在工程實際中，常引用“速度系數(shù)”©、 “噴管效率” n和“能量損失系數(shù)” E來表示因摩擦對噴管流動的影響。三者之間的關(guān)系為：E =1 $=1 n11略12. 熱力學第一定律的實質(zhì)是什么？并寫出熱力學第一定律的兩個基本表達式。答：熱力學第一定律的實質(zhì)是能量轉(zhuǎn)換與守恒原理。熱力學第一定律的兩個基本表達式為：q= u+w; q= h+w答：熱力學第二定律的13. 熱力學第二定律的實質(zhì)是什么？并寫出熵增原理的數(shù)學表達

27、式實質(zhì)是能量貶值原理。熵增原理的數(shù)學表達式為：dSi > 0。iso14. 什么是可逆過程？實施可逆過程的條件是什么？答：可逆過程為系統(tǒng)與外界能夠同時恢復到原態(tài)的熱力過程。實施可逆過程的條件是推動過程進行的勢差為無窮小，而且無 功的耗散。五、名詞解釋1.熱力系儲存能包括：熱力學能、宏觀動能和重力位能。2對于ct圖上曲邊梯形面積，由微積分中值定理知，必然存在一E值使得曲邊梯形面 積與一矩形面積相等，這個E值在c t圖上就是平均質(zhì)量熱容的概念。3. 不可逆過程中，不可逆因素引起的熵的變化稱為熵產(chǎn)。4. 所謂穩(wěn)定流動， 是指流體流經(jīng)管道中任意點的熱力狀態(tài)參數(shù)及流速等均不隨時間而變 化的流動過程

28、。5. 濕空氣的焓值等于干空氣的焓值與水蒸氣的焓值之和。六、分析題1 、解：（方法一）過b、c分別作等溫線，因為Tb Tc,故Ub uc（方法二）考慮過程 b-c2、解：因為：q u w邊壓縮邊1-3: 1 n, 3 k，且 T3 T及S3<S 則有：u>0, q<0 所以 w<0放熱1-2: k n, 2且T2<及S2<S,，貝U u<0, q<0所以有w>0 邊膨脹邊放熱1-4: 0 ni 4且T4 Ti及S4 Siu>0, q>0 w -R T1 T4 >0邊膨脹邊吸熱n 11-5: 1 n1 5 k且T 5<

29、T1 及S5>S1u<0, q>0, w>0邊膨脹邊吸熱邊降溫3、請問一下幾種說法正確嗎？為什么？(1) 熵增大的過程必為不可逆過程；答：不正確。熵增大的過程不一定為不可逆過程，因為熵增大包括熵流和熵產(chǎn)兩部分,果熵流大于0,而熵產(chǎn)為0的可逆過程，上仍然是增大的。(2) 熵產(chǎn)Sg 0的過程必為不可逆過程答：正確。熵產(chǎn)是由于熱力過程中的不可逆因素導致的，因此當熵產(chǎn)Sg 0，則此過程必定為不可逆過程。4、某循環(huán)在700K的熱源及400K的冷源之間工作，如圖3所示。（1） 用克勞修斯積分不等式判別循環(huán)是熱機循環(huán)還是制冷循環(huán)，可逆還是不可逆？（2） 用卡諾定理判別循環(huán)是熱機循環(huán)還

30、是制冷循環(huán)，可逆還是不可逆？解：方法1：圖3設(shè)為熱機循環(huán)Q QiQ214000kJ 4000kJ?1210kJ/K 0 不可能?TrTr1 Tr2700K400K設(shè)為制冷循環(huán)：符合克氏不等式，所以是不可逆制冷循環(huán)方法2：設(shè)為熱機循環(huán)設(shè)為制冷循環(huán)c可能但不可逆，所以是不可逆制冷循環(huán)七、計算題1 解：(1) p 9000 98.66 9098.66kPap2 98.66 95.06 3.6kPa(2) 取汽輪機汽缸內(nèi)壁和蒸汽進、出口為系統(tǒng)，則系統(tǒng)為穩(wěn)定流動系統(tǒng)，能量方程為進、出口的動能差和位能差忽略不計，則Wsh q h(3)汽輪機功率0.1575 (22403440)1200 (kJ/kg)P4

31、0 103qmWsh360012001.33 104(kW)(4)1 2WshC21 (140 602)21038kJ/kg2 解：Qc mcCc(tc tm)Qw mwCw(tm tw)代入數(shù)據(jù)解得：tm 32.48 C3、解：(1)畫出各過程的p-v圖及T-s圖(2)先求各狀態(tài)參數(shù)等溫過程：熱量=膨脹功=技術(shù)功所以，放熱4.解：根據(jù)能量方程有W2 Q1 Q2 W18 6 2628 (kJ)5.解:(1)丄Th1 20 273800 27372.7%6.解(2) P0W0cQH60600.727 10006012.12(kW)(3) QlQh(1c)1000 (1 0.727)273kJv2

32、v1P10.287 103 (35 273)0.2 10630.442m / kg7、解:缸內(nèi)氣體為熱力系-閉口系。突然取走90kg負載，氣體失去平衡，振蕩后最終建立新的平衡 雖不計摩擦，但由于非準靜態(tài)，故過程不可逆。但可以應(yīng)用第一定律解析式。由于缸壁充 分導熱，所以缸內(nèi)的氣體在熱力變化過程中的溫度是不變的。首先計算狀態(tài)1和狀態(tài)2的基本參數(shù)，(1)求活塞上升的高度:過程中質(zhì)量不變，且等于m1PMRm2-PV2RgT2（2）氣體在過程中作的功根據(jù)熱力學第一定律，QUW，以及U U1 U2m2u2 miUi由于 m2m1, u “Kg Tk 且 T1=T2，u 0由于不計摩擦氣體所做的功，W分為兩

33、部分：Wi位克服大氣所做的功；W2位活塞位能的增加量則 W Ep mgh （205 90） 9.81 4.1 10 2 46.25J或者，W p2A H 0.2156 106Pa 100 10 4m2 4.1 10 2m 88.4J8. 解：（1）1到2是可逆多變過程，對初，終態(tài)用理想氣體狀態(tài)方程式有所以多變指數(shù)（2）多變過程的膨脹功（3）多變過程的熱量故該可逆多變膨脹過程是吸熱過程9.cv= Rr=43=1229J/(kg k)k 11.35 1W=0 U=mCv(T2Ti)=2.26X 1.229X (591 - 477)=317kJQ= U=317kJ S=mcvln T2 =2.26 X 1.229X In 空=0.595kJ/KT1477r10001000Sg=500 2731500 273=0.73kJ/KEx1=T 0 ASg=(273+25)X 0.73=217.5kJ11.P2 = 015 =