北京理工大學815工程熱力學考研2

有時問題敘述方式也會影響解題的簡潔性例1.5：一豎直氣缸，截面積A=6450mm2，內置一重100N活塞，通過管道、閥門與氣源相通，見下圖。起初活塞在底部，打開閥門，空氣緩緩流入，當活塞上移至L=0.6m時閥門關閉，這時氣缸內空氣溫度為30℃。已知輸氣管中空氣參數(shù)保持一定，pL

=0.15MPa，tL=90℃。活塞與缸壁間無磨擦損失，大氣壓力p0

=0.1013MPa。求活塞上升過程中比定壓熱容1005J/(kg?K)】【氣體：比定容熱容718J/(kg?K)；（1）氣缸內氣體壓力；（2）氣缸中氣體對外作出的功；（3）氣缸中氣體對外作出的有用功；（4）氣體吸收的熱量。解：按問題描述，一般求解時通常會選取氣缸內部氣體為系統(tǒng)但對（1）、（2）和（3）問，可直接通過觀察得到結果（1）氣缸內氣體壓力就是外界的作用力且為定壓過程（2）對外作出的功（3）氣缸中氣體對外作出的有用功活塞位能增量（4）氣體吸收的熱量此問必須要取系統(tǒng)，開口系理碩教育—專注于北理工考研輔導本資料由理碩教育整理，理碩教育是全國唯一專注于北理工考研輔導的學校，相對于其它機構理碩教育有得天獨厚的優(yōu)勢。豐富的理工內部資料資源與人力資源確保每個學員都受益匪淺，確保理碩教育的學員初試通過率89%以上，復試通過率接近100%。放熱！VA=3m3例1.6：容器A和B內裝有空氣，參數(shù)見圖。容器B中空氣的質量與A中相同。用空氣縮壓機將容器A中空氣全部抽空送到容器B。設抽氣過程A和B的溫度保持不變。已知環(huán)境溫度為27℃，壓力0.1MPa。求：（1）空氣壓縮機消耗的最小功；（2）容器A抽空后，打開旁通閥門，使兩容器內空氣壓力平衡，空氣溫度仍保持27℃，求該不可逆過程中氣體的有效能損失。解：采用分步取系統(tǒng)取A＋B中空氣為系統(tǒng)過程等溫：（1）取A+B＋壓氣機為系統(tǒng)最小耗功在可逆下完成，有效能損失為0這就是壓氣機消耗的最小功。（2）有效能損失這就是有效能損失量。2.物性問題類：例2.1：對于二氧化碳氣體，若已知在0~600℃范圍內其平均定壓比熱容為1.040kJ/(kg·K)，在0~400℃范圍內其平均定壓比熱容為0.983kJ/(kg·K)。問它在400~500℃范圍內的平均定壓比熱容和平均定容比熱容各為多少？0~600℃0~400℃400℃~500℃由于本題中，比熱的變化并不是很大，所以500℃時的焓近似可取：解：例題2.2：已知混合氣體各組分的摩爾分數(shù)為：二氧化碳0.4，氮氣0.2，氧氣0.4。將該混合氣體在定壓條件下由300K加熱到700K，問每kg混合氣體需要的加熱量為多少？（按氣體的熱力性質表計算）?；旌蠚怏w的當量比熱容為多少？熱力學能變化多少？解：先計算1kmol混合氣體的加熱量。因為是定壓過程，所以加熱量等于氣體的焓的變化量。查附表8：先取1kmol混合氣體需要的加熱量：比定壓熱容：比定容熱容：熱力學能變化：例題2.3:

1kg空氣分兩種情況進行熱力過程，均作膨脹功300kJ。一種情況下，吸熱380kJ；另一種情況下吸熱210kJ。問兩種情況下空氣的熱力學能變化多少？若兩種過程都是多變過程，求多變指數(shù)，并將兩個過程在同一p—v圖和T—s圖上繪出。（按定值比熱容計算）Δu=q+wΔu1=380－300=80kJ/kgΔu2=210－300=－90kJ/kg

查附表cV=0.717kJ/kg·KRg=0.287kJ/kg·Kk=1.4

ΔT1=Δu1/cV=80/0.717=111.6KΔT2=Δu2/cV=－90/0.717=－125.5K

2）多變指數(shù)過程初終狀態(tài)參數(shù)？

多變過程膨脹功表達式中需要有多變指數(shù)能量守恒：解：1）按第一定律觀點

比熱容的原始定義：

第一類和第二類問題需要關注思考題和習題：思1－12、思2－4、思2－13；習2－7、習3－8、習3－16習3－21、習4－2、習4－