工程熱力學(xué)思考題習(xí)題答案

1、第 9 章 氣體動(dòng)力循環(huán)1.以活塞式內(nèi)燃機(jī)和定壓加熱燃?xì)廨啓C(jī)裝置為例，總結(jié)分析動(dòng)力循環(huán)的一般方法。答：分析動(dòng)力循環(huán)的一般方法：首先把實(shí)際過(guò)程的不可逆過(guò)程簡(jiǎn)化為可逆過(guò)程。找到影響熱效率的主要因素和提高熱效率的可能措施。然后分析實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的偏離程度，找出實(shí)際損失的部位、大小、以及改進(jìn)辦法。2.內(nèi)燃機(jī)定容加熱理想循環(huán)和燃?xì)廨啓C(jī)裝置定壓加熱理想循環(huán)的熱效率分別為1 (k -1)pk1hte k -1 和= 1 -ht = 1-。若兩者初態(tài)相同，壓縮比相同，他們的熱效率是否相同？為什么？若卡諾循環(huán)的壓縮比與他們相同，則熱效率如何？為什么？e = v1 v答：若兩者初態(tài)相同，壓縮比相同，它們的熱效

2、率相等。因?yàn)? 而p2p2= (v1= e kp =)kpp1v21 對(duì)于定壓加熱理想循環(huán)帶入效率公式可知二者T2= (v v)k -1= e k -1T112相等。若卡諾循環(huán)的壓縮比與他們相同，則有，1e k -1 他們的效率都相等。ht = 1-3.活塞式內(nèi)燃機(jī)循環(huán)理論上能否利用么？來(lái)提高熱效率？實(shí)際中是否采用？為什答：理論上可以利用來(lái)提高熱效率。在實(shí)際中也得到適當(dāng)?shù)膽?yīng)用。如果采用極限，可以提高熱效率但所需的換熱面積趨于無(wú)窮大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)。4.燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)中，壓縮過(guò)程若采用定溫壓縮可減少壓縮所消耗的功，因而增加了循環(huán)試分析之。(如圖 8-1)，但在沒(méi)有的情況下循環(huán)熱效率為什么反而降低，h

3、 = 1 - T2T1答：采用定溫壓縮增加了循環(huán)。而在此過(guò)程中T2 不變， T1 變小，所以其熱效率降低。5.燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)中，膨脹過(guò)程在理想極限情況下采用定溫膨脹，可增大膨脹過(guò)程作出的功，因而增加了循環(huán)率反而降低，為什么？(如圖 8-2)，但在沒(méi)有的情況下循環(huán)熱效h = 1 - T2T1答：定溫膨脹增大膨脹過(guò)程作出的功，增加循環(huán)，但在此過(guò)程中T2 變大， T1 不變，所以其熱效率降低。6. 加力燃燒渦輪噴氣式發(fā)是在噴氣式發(fā)尾噴管前裝有加力燃燒用的噴油嘴的噴氣發(fā)，需要突然提高飛行速度是此噴油嘴噴出燃油，進(jìn)行加力燃燒，增大推力。其理論循環(huán)（如圖 8-3）的熱效率比定壓燃燒噴氣式發(fā)循環(huán)的熱效率提

4、高還是降低？為什么？答：該理論循環(huán)熱效率比定壓燃燒噴氣式發(fā)循h(huán) = wq環(huán)的熱效率降低。因?yàn)楫?dāng)利用噴油嘴噴出燃油進(jìn)行加力燃燒時(shí)，雖然多做了功增大了推力， 但是功的增加是在吸收了大量的熱的基礎(chǔ)上獲得的。由圖可知獲得的功與需要的熱的比值小于定壓燃燒噴氣式發(fā)循環(huán)的比值，導(dǎo)致整體的理論循環(huán)的熱效率比定壓燃燒噴氣式發(fā)循環(huán)的熱效率降低。7. 有一燃?xì)廨啓C(jī)裝置，其流程示意圖如圖 8-4 所示，它由一臺(tái)壓氣機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣，而后分進(jìn)入兩個(gè)燃燒室燃燒。燃?xì)夥謩e進(jìn)入兩臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)，其中燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)出的動(dòng)力全部供給壓氣機(jī)，另一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)出的動(dòng)力則為輸出的率。設(shè)氣體工質(zhì)進(jìn)入讓汽輪機(jī)和時(shí)狀態(tài)相同，兩臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)的效率也相同，

5、hc,s試問(wèn)這樣的方案和圖 8-5、圖 8-6 所示的方案相比較（壓氣機(jī)的和燃?xì)廨啓C(jī)h的 t 都相同）在熱力學(xué)效果上有何差別？裝置的熱效率有何區(qū)別？答：原方案：循環(huán)吸熱量：Q1=cmt，循環(huán)：w0=wT-wc=m(h3-h4)-(h2-h1) (1)第 2 方案：循環(huán)吸熱量：Q1=cmAt+ cm Bt=cmt(2)循環(huán)：w0=wTB=mB(h3-h4)(3)對(duì)于第 2 方案，wTA= wc，即：mA(h3-h4)=m(h2-h1)或(m-mB)(h3-h4)=m(h2-h1)(4)由(3)、(4)：w0=m(h3-h4)-(h2-h1)結(jié)論：兩種方案循環(huán)吸熱量與循環(huán)必相同。均相同，因而熱力學(xué)

6、效果相同，熱效率 w0/Q11.答：分析動(dòng)力循環(huán)的一般方法：首先把實(shí)際過(guò)程的不可逆過(guò)程簡(jiǎn)化為可逆過(guò)程。找到影響熱效率的主要因素和提高熱效率的可能措施。然后分析實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的偏離程度，找出實(shí)際損失的部位、大小、以及改進(jìn)辦法。e = v1 v2. 答：若兩者初態(tài)相同，壓縮比相同，它們的熱效率相等。因?yàn)? 而p2p= (v1 vp = p2 p= e k)k1 對(duì)于定壓加熱理想循環(huán)12帶入效率公式可知二者相T2= (v v)k -1 = e k -1T112等。若卡諾循環(huán)的壓縮比與他們相同， 則有，1e k -1 他們的效率都相等。ht = 1-3. 答：理論上可以利用來(lái)提高熱效率。在實(shí)際中也

7、得到適當(dāng)?shù)膽?yīng)用。如果采用極限，可以提高熱效率但所需的換熱面積趨于無(wú)窮大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)。h = 1 - T2 T1 在此過(guò)程中T2 不變， T1 變4. 答：采用定溫壓縮增加了循環(huán)。而小，所以其熱效率降低。h = 1 - T2 T1 在此過(guò)程中5.答：定溫膨脹增大膨脹過(guò)程作出的功，增加循環(huán)，但T2 變大， T1 不變，所以其熱效率降低。6. 答：該理論循環(huán)熱效率比定壓燃燒噴氣式發(fā)循環(huán)的熱效率降低。因?yàn)閔 = wq當(dāng)利用噴油嘴噴出燃油進(jìn)行加力燃燒時(shí)，雖然多做了功增大了推力，但是功的增加是在吸收了大量的熱的基礎(chǔ)上獲得的。由圖可知獲得的功與需要的熱的比值小于定壓燃燒噴氣式發(fā)循環(huán)的比值，導(dǎo)致整體的理論循環(huán)的

8、熱效率比定壓燃燒噴氣式發(fā)循環(huán)的熱效率降低。7. 答 ： 原 方 案 ： 循 環(huán) 吸 熱 量 ： Q1=cm w0=wT-wc=m(h3-h4)-(h2-h1)案：循環(huán)吸熱量 Q1=cmAt+ cm Bt= cmt (2)循環(huán)t ， 循 環(huán)：(1)第2 方：w0=wTB=mB(h3-h4)(3)對(duì)于第 2 方案，wTA= wc，即：mA(h3-h4)=m(h2-h1)或(m-mB)(h3-h4)=m(h2-h1)(4)由(3)、(4)：w0=m(h3-h4)-(h2-h1)結(jié)論：兩種方案循環(huán)吸熱量與循環(huán)必相同。第十章 水蒸氣及動(dòng)力循環(huán)均相同，因而熱力學(xué)效果相同，熱效率 w0/Q11.水的三相點(diǎn)的

9、狀態(tài)參數(shù)是不是唯一確定的？三相點(diǎn)與臨界點(diǎn)有什么差異？答：水的三相點(diǎn)狀態(tài)參數(shù)不是唯一的，其中溫度、是而比體積不是；臨界點(diǎn)是唯一的，其比體積、溫度、都是確定的；三相點(diǎn)是三相共存的點(diǎn)，臨界點(diǎn)是飽和水線與飽和蒸汽線的交點(diǎn)，在該點(diǎn)飽和水線與飽和蒸汽線不再有分別。2.剛性絕熱的密閉容器內(nèi)水的為 4MPa,測(cè)得容器內(nèi)溫度為 200，試問(wèn)容器內(nèi)的什么集態(tài)？因意外事故容器上產(chǎn)生了一不大的裂縫，試分析其后果？答：水的集態(tài)為高壓水，若有裂縫則會(huì)產(chǎn)生爆裂事故。3.水的定壓汽化過(guò)程中溫度維持不變，因此有人認(rèn)為過(guò)程中熱量等于膨脹功，即q = w ，對(duì)不對(duì)？為什么？答：這種說(shuō)法是不對(duì)的。因?yàn)闇囟炔蛔儾槐硎緹崃W(xué)能不變。這里

10、分析的是水，定壓汽化有，不能作為理想氣體來(lái)處理，所以Du ¹ 0 。不能得到 q = w 這樣的結(jié)果。T2 DTDh = cpp T14.由于普遍適用于一切工質(zhì)，所以有人說(shuō)水定壓汽化時(shí)溫度不T2 DT = 0Dh = cppT1變，因此其焓變量。這一推論錯(cuò)誤在哪里？T2 DTDh = cpp T1答：適用于理想氣體，不能應(yīng)用于水定壓汽化過(guò)程，水不能作為理想氣體來(lái)處理。5.干飽和蒸汽朗肯循環(huán)（圖 10-1 中循環(huán) 6-7-3-4-5-6）與同樣初下的過(guò)熱蒸汽朗肯循環(huán)（圖 10-1 中循環(huán) 1-2-3-4-5-6-1）相比較，前者更接近卡諾循環(huán)，但熱效率卻比后者低，如何解釋此結(jié)果？答：圖

11、 10-1 中循環(huán) 6-7-3-4-5-6 局限于飽和區(qū)，上限溫度受制于臨界溫度，導(dǎo)致其平均吸熱溫度較低，故即使實(shí)現(xiàn)卡諾循環(huán)，其熱效率也不高。6.本世紀(jì)二三十年代，金屬材料的耐熱性僅達(dá) 400，為使蒸汽初壓提高，用再熱循環(huán)很有必要。其后，耐熱合金材料有進(jìn)展，加之其他一些，在很長(zhǎng)一期內(nèi)不再設(shè)計(jì)制造按再熱循環(huán)工作的設(shè)備。但近年來(lái)隨著初壓提高再熱循環(huán)再次受到注意。請(qǐng)分析其。答：通過(guò)對(duì)熱機(jī)的效率進(jìn)行分析后知道，提高蒸汽的過(guò)熱溫度和蒸汽的，都能使熱機(jī)效率提高。在本世紀(jì)二三十年代，材料的耐熱性較差，通過(guò)提高蒸汽的溫度而提高熱機(jī)的效率比較，因此采用再熱循環(huán)來(lái)提高蒸汽初壓。隨著耐熱材料的研究通過(guò)提高蒸汽的溫度

12、而提高熱機(jī)的效率就可以滿足工業(yè)要求。因此很長(zhǎng)一期不再設(shè)計(jì)制造再熱循環(huán)工作設(shè)備。近年來(lái)要求使用的蒸汽初壓提高，由于初壓的提高使得乏氣干度迅速降低，引起氣輪機(jī)內(nèi)部效率降低，另外還會(huì)侵蝕汽輪機(jī)葉片縮短汽輪機(jī)要使用再熱循環(huán)。，所以乏氣干度不宜太低，必須提高乏氣溫度，就7、圖 11-2 所示系統(tǒng)中采用的是混合式，靠蒸氣與水的混合達(dá)到換熱的目的。另有一種表面式換熱器，如圖 10-3 所示，蒸汽在管外冷凝，將凝結(jié)熱量傳給管內(nèi)的水，這種布置可減少系統(tǒng)中高壓水泵的數(shù)量。試分析這在熱力學(xué)分析上與混合有否不同？答：計(jì)算循環(huán)主要是計(jì)算抽氣量。1）對(duì)于混合式加熱器對(duì)如圖 11-4 所示的 N級(jí)抽汽的第 j 級(jí)加熱器，列

13、出質(zhì)量守恒方N - jN - j +1a j + å(1 - a k ) = å(1 - a k )k =1k =1能量守恒方N - jN - j +1a h+ å(1 - a )h'= å(1 - a )'hj 0 jkj +01,k0 jk =1k =1第j 級(jí)抽氣量h- h''æN - jöa = ç1 - åa ÷0 j0, j +1jkh- h 'èøk =10 j0, j +12）對(duì)于表面式加熱器，其抽氣量仍是通過(guò)熱平衡方程求取a (

14、h- h' )= (h- h')'0 j0, j +1j0 j0 j- h'h'0 j0, j +1a =jh- h'0 j0 j8.各種實(shí)際循環(huán)的熱效率無(wú)論是內(nèi)燃機(jī)循環(huán)，燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)，或是蒸汽循環(huán)定地與工質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，這些事實(shí)是否與卡諾定理相？答：這與卡諾定理并不。卡諾定理當(dāng)中的可逆循環(huán)忽略了循環(huán)當(dāng)中所有的不可逆因素，不存在任何不可逆損失，所以這時(shí)熱能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化只由熱源的條件所決定。而實(shí)際循環(huán)中存在各種不可逆損失，由于工質(zhì)性質(zhì)不同，不可逆因素和不可逆程度是各不相同的，因此其熱效率與工質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。9.蒸汽動(dòng)力循環(huán)中，在動(dòng)力機(jī)中膨脹作功后的乏汽被排

15、入冷凝器中，卻水放出大量的熱量 q2，如果將乏汽直接送入汽鍋中使其再吸熱變?yōu)樾抡羝皇强梢员苊庠诶淠髦蟹抛叽罅繜崃浚瑥亩鴾p少對(duì)新汽的加熱量 q1 大大提高熱效率嗎？ 這樣想法對(duì)不對(duì)?為什么？答：這樣的想法是不對(duì)的。因?yàn)閺臒崃W(xué)第二定律來(lái)講一個(gè)非自發(fā)過(guò)程的進(jìn)行必定要有一個(gè)自發(fā)過(guò)程的進(jìn)行來(lái)作為補(bǔ)充條件。乏氣充條件，是不可缺少的。卻水排熱就是這樣一個(gè)補(bǔ)10.用蒸汽作為循環(huán)工質(zhì)，其吸熱和放熱接近定溫過(guò)程，而我們又以定溫吸熱和定溫放熱最為有利，效率低?為什么在大多數(shù)情況下蒸汽循環(huán)反較柴油機(jī)循環(huán)的熱答：柴油機(jī)的汽缸壁因?yàn)橛欣鋮s水和進(jìn)入氣缸的空氣冷卻，燃燒片都可以冷卻，其材料可以承受較高燃?xì)鉁囟?，燃?xì)鉁?/p>

16、度通?？筛哌_(dá) 1800-2300K，而蒸汽循環(huán)蒸汽過(guò)熱器外面是高溫燃?xì)饫锩媸钦羝?，所以過(guò)熱器壁面溫度必定高于蒸汽溫度，這與柴油機(jī)是不同的，蒸汽循環(huán)的最高蒸汽溫度很少超過(guò) 600K.。因此蒸汽循環(huán)的熱效率較低。11.應(yīng)用熱泵來(lái)供給中等溫度(例如 100上下)的熱量是比直接利用高溫?zé)嵩吹臒崃縼?lái)得濟(jì)，因此有人設(shè)想將乏汽在冷凝器中放出熱量的一部分用熱泵提高溫度， 用以加熱低溫段(100以下)的鍋爐給水，這樣雖然需要增添熱泵設(shè)備。但卻可以取消低溫段的抽汽，使抽汽設(shè)備得以簡(jiǎn)化，而對(duì)循環(huán)熱效率也能有所補(bǔ)益。這樣的想法在理論上是否正確?答：這種想法是不正確的。循環(huán)是是通過(guò)減少了溫差傳熱不可逆因素，從而使熱效率

17、提高，使該循環(huán)向卡諾循環(huán)靠近了一步。而該題中的想法恰恰是又增加了 溫差傳熱不可逆因素。因此對(duì)效率提高是沒(méi)有好處的。12.熱量利用系數(shù)x 說(shuō)明了全部熱量的利用程度，為什么又說(shuō)它不能完善地衡量循環(huán)的性？答：熱量利用系數(shù)說(shuō)明了全部熱量的利用程度，但是不能完善的衡量循環(huán)的性。能量分為可用能與不可用能，能量的品位是不同的。在實(shí)際工程應(yīng)用中用的是可用能?？捎媚茉诟鱾€(gè)部分各個(gè)過(guò)程的損失是不能用熱量利用系數(shù)來(lái)說(shuō)明的。13.總結(jié)一下氣體動(dòng)力循環(huán)和蒸汽動(dòng)力循環(huán)提高循環(huán)熱效率的共同原則。答：提高循環(huán)熱效率的共同原則是：提高工質(zhì)的平均吸熱溫度。1.答：水的三相點(diǎn)狀態(tài)參數(shù)不是唯一的，其中溫度、是而比體積不是定值；臨界點(diǎn)

18、是唯一的，其比體積、溫度、都是確定的；三相點(diǎn)是三相共存的點(diǎn)，臨界點(diǎn)是飽和水線與飽和蒸汽線的交點(diǎn)，在該點(diǎn)飽和水線與飽和蒸汽線不再有分別。2. 答：水的集態(tài)為高壓水，若有裂縫則會(huì)產(chǎn)生爆裂事故。3. 答：這種說(shuō)法是不對(duì)的。因?yàn)闇囟炔蛔儾槐硎緹崃W(xué)能不變。這里分析的是水，定壓汽化有，不能作為理想氣體來(lái)處理，所以Du ¹ 0 。不能得到 q = w 這樣的結(jié)果。T2 DTDh = cpp T14. 答：適用于理想氣體，不能應(yīng)用于水定壓汽化過(guò)程，水不能作為理想氣體來(lái)處理。5. 答：圖 10-1 中循環(huán) 6-7-3-4-5-6 局限于飽和區(qū)，上限溫度受制于臨界溫度， 導(dǎo)致其平均吸熱溫度較低，故即使

19、實(shí)現(xiàn)卡諾循環(huán)其熱效率也不高。6. 答：通過(guò)對(duì)熱機(jī)的效率進(jìn)行分析后知道，提高蒸汽的過(guò)熱溫度和蒸汽的，都能使熱機(jī)效率提高。在本世紀(jì)二三十年代，材料的耐熱性較差，通過(guò)提高蒸汽的溫度而提高熱機(jī)的效率比較，因此采用再熱循環(huán)來(lái)提高蒸汽初壓。隨著耐熱材料的研究通過(guò)提高蒸汽的溫度而提高熱機(jī)的效率就可以滿足工業(yè)要求。因此很長(zhǎng)一期不再設(shè)計(jì)制造再熱循環(huán)工作設(shè)備。近年來(lái)要求使用的蒸汽初壓提高，由于初壓的提高使得乏氣干度迅速降低，引起氣輪機(jī)內(nèi)部效率降低，另外還會(huì)侵蝕汽輪機(jī)葉片縮短汽輪機(jī)要使用再熱循環(huán)。，所以乏氣干度不宜太低，必須提高乏氣溫度，就7.答：計(jì)算循環(huán)主要是計(jì)算抽氣量。1）對(duì)于混合式加熱器對(duì)如圖 11-4 所示

20、的 N 級(jí)抽汽的第 j 級(jí)加熱器，列N - jN - j +1a j + å(1 - a k ) = å(1 - a k )出質(zhì)量守恒方k =1k =1Nj-Nj-+ 1a h+ å(1)(-) a= å 1 - ah'h'0,1j +0 jjkk0 jk =1k =1能量守恒方h- h''æN - jöa = ç1 - åa ÷j +010 jjkh- h'èøk =1j +01j第j 級(jí)抽氣量為2 ） 對(duì) 于 表 面 式加 熱 器 ， 其 抽

21、 氣 量 仍 是 通 過(guò) 熱 平 衡 方 程 求 取a (h- h' )= (- h')'h0, j +1j0 j0 j0 jh'- h'0 j0, j +1a =jh- h'0 j0 j8. 答：這與卡諾定理并不?？ㄖZ定理當(dāng)中的可逆循環(huán)忽略了循環(huán)當(dāng)中所有的不可逆因素，不存在任何不可逆損失，所以這時(shí)熱能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化只由熱源的條件所決定。而實(shí)際循環(huán)中存在各種不可逆損失，由于工質(zhì)性質(zhì)不同，不可逆因素和不可逆程度是各不相同的，因此其熱效率與工質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。9. 答：這樣的想法是不對(duì)的。因?yàn)閺臒崃W(xué)第二定律來(lái)講一個(gè)非自發(fā)過(guò)程的進(jìn)行必定要有一個(gè)自發(fā)過(guò)程的進(jìn)行

22、來(lái)作為補(bǔ)充條件。乏氣補(bǔ)充條件，是不可缺少的。取水排熱就是這樣一個(gè)10. 答：柴油機(jī)的汽缸壁因?yàn)橛欣鋮s水和進(jìn)入氣缸的空氣冷卻，燃燒片都可以冷卻，其材料可以承受較高燃?xì)鉁囟龋細(xì)鉁囟韧ǔ？筛哌_(dá) 1800-2300K，而蒸汽循環(huán)蒸汽過(guò)熱器外面是高溫燃?xì)饫锩媸钦羝?，所以過(guò)熱器壁面溫度必定高于蒸汽溫度，這與柴油機(jī)是不同的，蒸汽循環(huán)的最高蒸汽溫度很少超過(guò) 600K.。因此蒸汽循環(huán)的熱效率較低。11. 答：這種想法是不正確的。循環(huán)是是通過(guò)減少了溫差傳熱不可逆因素，從而使熱效率提高，使該循環(huán)向卡諾循環(huán)靠近了一步。而該題中的想法恰恰是又增加了 溫差傳熱不可逆因素。因此對(duì)效率提高是沒(méi)有好處的。12. 答：熱量利用

23、系數(shù)說(shuō)明了全部熱量的利用程度，但是不能完善的衡量循環(huán)的性。能量分為可用能與不可用能，能量的品位是不同的。在實(shí)際工程應(yīng)用中用的是可用能?？捎媚茉诟鱾€(gè)部分各個(gè)過(guò)程的損失是不能用熱量利用系數(shù)來(lái)說(shuō)明的。13. 答：提高循環(huán)熱效率的共同原則是：提高工質(zhì)的平均吸熱溫度。第十一章 制冷循環(huán)1.壓縮蒸汽制冷循環(huán)采用節(jié)流閥來(lái)代替膨脹機(jī)，壓縮空氣制冷循環(huán)是否也可以采用這種方法？為什么？答壓縮空氣制冷循環(huán)不能采用節(jié)流閥來(lái)代替膨脹機(jī)。工質(zhì)在節(jié)流閥中的過(guò)程是不可逆絕熱過(guò)程，不可逆絕熱節(jié)流熵增大，所以不但減少了制冷量也損失了可逆絕熱膨脹可以帶來(lái)的功量。而壓縮蒸汽制冷循環(huán)在膨脹過(guò)程中，因?yàn)楣べ|(zhì)的干度很小，所以能得到的膨脹功

24、也極小。而增加一臺(tái)膨脹機(jī)，既增加了系統(tǒng)的投資，又降低了系統(tǒng)工作的可靠性。因此，為了裝置的簡(jiǎn)化及運(yùn)行的可靠性等實(shí)際用節(jié)流閥作絕熱節(jié)流。采2.壓縮空氣制冷循環(huán)采用制冷系數(shù)？為什么？措施后是否提高其理論制冷系數(shù)？能否提高其實(shí)際答：采用后沒(méi)有提高其理論制冷系數(shù)但能夠提高其實(shí)際制冷系數(shù)。因?yàn)椴捎煤蠊べ|(zhì)的壓縮比減小，使壓縮過(guò)程和膨脹過(guò)程的不可逆損失的影響減小，因此提高實(shí)際制冷系數(shù)。3.參看圖 12-5，若壓縮蒸汽制冷循環(huán)按 1-2-3-4-8-1 運(yùn)行，循環(huán)耗功量沒(méi)有變化， 仍為 h2-h1，而制冷量卻從 h1-h5 增大到 h1-h8，顯見(jiàn)是有利的這種考慮錯(cuò)誤何在？答：過(guò)程 4-8 熵減小，必須放熱才能

25、實(shí)現(xiàn)。而 4 點(diǎn)工質(zhì)溫度為環(huán)境溫度 T0，要想放熱達(dá)到溫度 Tc（8 點(diǎn)），必須有溫度低于 Tc 的就不必壓縮制冷了)。，這是不存在的。(如果有，4.作制冷劑的物質(zhì)應(yīng)具備哪些性質(zhì)？你如何理解限產(chǎn)直至禁用 R11、R12 這類工質(zhì)？答：制冷劑應(yīng)具備的性質(zhì)：對(duì)應(yīng)于裝置的工作溫度，要有適中的；在工作溫度下氣化潛熱要大；臨界溫度應(yīng)高于環(huán)境溫度；制冷劑在 T-s 圖上的上下界限線要陡峭；工質(zhì)的三相點(diǎn)溫度要低于制冷循環(huán)的下限溫度；比體積要小；傳熱特性要好；溶油性好；無(wú)毒等。限產(chǎn)直至禁用 R11 和 R12 時(shí)十分必要的，因?yàn)檫@類物質(zhì)進(jìn)入大氣后在紫外線作用下破壞臭氧層使得紫外線直接照射到地面，破壞原有的平衡

26、。5. 本章提到的各種制冷循環(huán)有否共同點(diǎn)？若有，是什么？答：各種制冷循環(huán)都有共同點(diǎn)。從熱力學(xué)第二定律的角度來(lái)看，無(wú)論是消耗機(jī)械能還是熱能都是使熵增大，以彌補(bǔ)熱量從低溫物體傳到高溫物體造成的熵的減小， 從而使孤立系統(tǒng)保持熵增大。6. 為什么同一裝置即可作制冷劑又可坐熱泵？答：因?yàn)闊岜醚h(huán)與制冷循環(huán)的本質(zhì)都是消耗高質(zhì)能以實(shí)現(xiàn)熱量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩膫鬏?。熱泵循環(huán)和制冷循環(huán)的熱力學(xué)原理相同 。答：壓縮空氣制冷循環(huán)不能采用節(jié)流閥來(lái)代替膨脹機(jī)。工質(zhì)在節(jié)流閥中的過(guò)程是不可逆絕熱過(guò)程，不可逆絕熱節(jié)流熵增大，所以不但減少了制冷量也損失了可逆絕熱膨脹可以帶來(lái)的功量。而壓縮蒸汽制冷循環(huán)在膨脹過(guò)程中，因?yàn)楣べ|(zhì)的干

27、度很小，所以能得到的膨脹功也極小。而增加一臺(tái)膨脹機(jī)，既增加了系統(tǒng)的投資， 又降低了系統(tǒng)工作的可靠性。因此，為了裝置的簡(jiǎn)化及運(yùn)行的可靠性等實(shí)際采用節(jié)流閥作絕熱節(jié)流。2. 答：采用后沒(méi)有提高其理論制冷系數(shù)但能夠提高其實(shí)際制冷系數(shù)。因?yàn)椴捎煤蠊べ|(zhì)的壓縮比減小，使壓縮過(guò)程和膨脹過(guò)程的不可逆損失的影響減小，因此提高實(shí)際制冷系數(shù)。3. 答：過(guò)程 4-8 熵減，必須放熱才能實(shí)現(xiàn)。而 4 點(diǎn)工質(zhì)溫度為環(huán)境溫度 T0，要想放熱達(dá)到溫度 Tc（8 點(diǎn)），必須有溫度低于 Tc 的就不必壓縮制冷了)。，這是不存在的。(如果有，4. 答：制冷劑應(yīng)具備的性質(zhì)：對(duì)應(yīng)于裝置的工作溫度，要有適中的；在工作溫度下氣化潛熱要大；臨

28、界溫度應(yīng)高于環(huán)境溫度；制冷劑在 T-s 圖上的上下界限線要陡峭；工質(zhì)的三相點(diǎn)溫度要低于制冷循環(huán)的下限溫度；比體積要小；傳熱特性要好；溶油性好；無(wú)毒等。限產(chǎn)直至禁用 R11 和 R12 時(shí)十分必要的，因?yàn)檫@類物質(zhì)進(jìn)入大氣后在紫外線作用下破壞臭氧層使得紫外線直接照射到地面，破壞原有的平衡。5. 答：各種制冷循環(huán)都有共同點(diǎn)。從熱力學(xué)第二定律的角度來(lái)看，無(wú)論是消耗機(jī)械能還是熱能都是使熵增大，以彌補(bǔ)熱量從低溫物體傳到高溫物體造成的熵的減小，從而使孤立系統(tǒng)保持熵增大。6. 答：因?yàn)闊岜醚h(huán)與制冷循環(huán)的本質(zhì)都是消耗高質(zhì)能以實(shí)現(xiàn)熱量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩膫鬏?。熱泵循環(huán)和制冷循環(huán)的熱力學(xué)原理相同 。第十二章 濕

29、空氣1.為何陰雨天曬衣服不，而晴天則容？答：陰雨天空氣的濕度大，吸取水蒸氣的能力差，所以曬衣服不恰恰相反，所以容易感。晴天則2.為何冬季人在室外呼出的氣是白色霧狀?冬季室內(nèi)有供暖裝置時(shí)，為什么會(huì)感到空氣干燥？用火爐取暖時(shí)，經(jīng)常在火爐上放壺水，目的何在?答：人呼出的氣體是未飽和濕空氣。當(dāng)進(jìn)入外界環(huán)境時(shí)，外界環(huán)境的溫度很低使得呼出的氣體得到冷卻。在冷卻過(guò)程中，濕空氣保持含濕量不變，溫度降低。當(dāng)?shù)陀跍囟葧r(shí)就有水蒸氣不斷凝結(jié)析出，這就形成了白色霧狀氣體。冬季室內(nèi)有供暖裝置時(shí)，溫度較高，使空氣含濕量減小。因此會(huì)覺(jué)得干燥。放一壺水的目的就是使水加熱變成水蒸氣散發(fā)到空氣中增加空氣的含濕量。3.何謂濕空氣的溫

30、度?解釋降霧、結(jié)露、結(jié)霜現(xiàn)象，并說(shuō)明它們發(fā)生的條件。答：濕空氣中水蒸氣的分所對(duì)應(yīng)的飽和溫度稱為濕空氣的溫度，或簡(jiǎn)稱。a) 霧是近地面空氣中的水蒸氣發(fā)生的凝結(jié)現(xiàn)象。 白天溫度比較高，空氣中可容納較多的水汽。但是到了夜間，地面溫度較低，空氣把自身的熱量傳給地面，空氣溫度下降，這時(shí)濕空氣隨溫度降低呈現(xiàn)出過(guò)飽和狀態(tài)，就會(huì)發(fā)生凝結(jié)，當(dāng)足夠多的水與空氣中微小的灰塵顆粒結(jié)合在一起，同時(shí)水本身也會(huì)相互粘結(jié)，就變成小水滴或冰晶，這就形成了霧。霧的形成基本條件，一是近地面空氣中的水蒸氣含量充沛，二是地面氣溫低。三是在凝結(jié)時(shí)必須有一個(gè)凝聚核，如塵埃等。b) 露是水蒸氣遇到冷的物體凝結(jié)成的。露的形成有兩個(gè)基本條件：一

31、是水汽條件好，二是溫度比較低的物體（低，指與溫度比較）。，溫度逐漸降低且析出，這就形成露。保持含濕量不變，。當(dāng)溫度低于溫度時(shí)就有c) 霜是近地面空氣中的水蒸氣在物體上的凝華現(xiàn)象。霜的形成有兩個(gè)基本條件， 一是空氣中含有較多的水蒸氣，二是有冷(O以下)的物體。，濕空氣與溫度較低物體接觸達(dá)到水汽過(guò)飽和的時(shí)候多余的水汽就會(huì)析出。如果溫度在 0°C 以下，則多余的水汽就在物體表面上凝冰晶，形成霜。4.對(duì)于未飽和空氣，濕球溫度、干球溫度以及者的大小又將如何？三者哪個(gè)大?對(duì)于飽和空氣，三答：對(duì)于未飽和空氣，干球溫度數(shù)值較大。對(duì)于飽和空氣三者的大小相等。5.何謂濕空氣的含濕量？相對(duì)濕度愈大含溫量愈高，這樣說(shuō)對(duì)嗎？答：含濕量d：1 千克干空氣所帶有的的水蒸汽的質(zhì)量。相對(duì)濕度是濕空氣中實(shí)際包含的水蒸汽量與同溫度下最多能包含的水蒸汽量的百分比。相對(duì)濕度是一個(gè)比值，不能簡(jiǎn)單的