華北電力大學(xué)工程熱力學(xué)考研必做題2

1、即T1=T2又因?yàn)槭情]口系，m不變，而V2=2V1結(jié)論：1） 必須可逆2）熵是狀態(tài)參數(shù)，故用可逆方法推出的公式也可用于不可逆過程。3）不可逆絕熱過程的熵變大于零。例題：泄露過程中的換熱量有一可自由伸縮不計(jì)張力的容器內(nèi)有壓力為0.8MPa，溫度27 的空氣74.33kg。由于泄漏，壓力降至0.75MPa，溫度不變。秤重后發(fā)現(xiàn)少了10kg。不計(jì)容器熱阻，求過程中通過容器的換熱量。已知大氣壓力p0=0.1MPa，溫度t0=27，且空氣的焓和熱力學(xué)能分別服從h=1005TJ/kg，及u=718TJ/kg。解：取容器為控制容積，先求初終態(tài)容積。初態(tài)時(shí)終態(tài)時(shí)泄漏過程是不穩(wěn)定流動(dòng)放氣過程，列出微元過程的能量

2、守恒程： 加入系統(tǒng)的能量 離開系統(tǒng)的能量 系統(tǒng)儲(chǔ)能的增量 故據(jù)題意，容器無熱阻，故過程中容器內(nèi)空氣維持27不變，因此過程中空氣比焓和比熱力學(xué)能不變，是常數(shù)。同時(shí)因不計(jì)張力，故空氣與外界交換功僅為容積變化功，即環(huán)境大氣對(duì)之作功，所以對(duì)上式積分可得所以例題：氧氣與氮?dú)饣旌希?）剛性絕熱容器隔板兩側(cè)各儲(chǔ)有1kmol O2和N2。且VA=VB，TA=TB。抽去隔板，系統(tǒng)平衡后，求：熵變。解：取容器內(nèi)全部氣體為系統(tǒng) 且均為1kmol即混合前：混合后：取混合前氣體狀態(tài)（pA1，TA）為參考狀態(tài)，則O2及N2終態(tài)的熵值即為從參考狀態(tài)到終態(tài)的熵變，所以例題：氧氣和氮?dú)饣旌希?）剛性容器A，B分別儲(chǔ)有1kmol

3、O2和N2，將它們混合裝于C，若VA=VB=VC，TA=TB=TC求：熵變。解：混合前混合后討論： 若O2改成N2，S=？為什么S與S不同？第四章 理想氣體的熱力過程例題： 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2m3。1）畫出各過程的p-v圖及T-s圖；2）計(jì)算整個(gè)過程的Q，W，U， H及S。解：1）2）先求各狀態(tài)參數(shù) 等溫過程 ：熱量=膨脹功=技術(shù)功關(guān)于T-s圖及p-v圖1、在p-v圖上確定T增大及s增大方向  在T-s圖上確定p增大及v增大方向 利用特殊過程的特性，如利用過程的能量關(guān)系，如 在

4、T-s圖上用圖形面積表示u和h 依據(jù)： a）T-s圖上過程下面積表示q b）qp=h，qv=u 例：ha-hb用什么面積表示? 考慮過程等壓 ca 例題：如圖，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，試問：uab和uac哪個(gè)大？解：（方法一） 過b、c分別作等溫線（方法二）考慮過程b 例題：某理想氣體經(jīng)歷4個(gè)過程，如T-s圖1）將各過程畫在p-v圖上；2）指出過程加熱或放熱，膨脹或壓縮。解：1-31-21-41-5例題：封閉氣缸中，氣體初態(tài)p1=8MPa，t1=1300，經(jīng)過可逆的多變膨脹過程變化到終態(tài)p2=0.4MPa，t2=400。已知該氣體的氣體常數(shù)Rg=0.287kJ/kg·k，試判斷氣體在該過程中各是放熱還是吸熱的？（比熱為常數(shù)