工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)課后答案(前五章)

#頁腳內(nèi)容TiT；理想氣體的熱力性質(zhì)與衛(wèi)2__3圖4-13TiT；理想氣體的熱力性質(zhì)與衛(wèi)2__3圖4-13.有兩個(gè)卜任意過程訂1-2和誰大誰小?又如2和43在同P/I1>P1<n<

解釋。,吸1熱2->3為絕熱膨脹過程，內(nèi)能下降。所以2u2>u3。變膨脹過程中氣體溫度的變化以及氣體與外界熱傳遞的方向，并用熱力學(xué)第4.討論定律加以內(nèi)能增加5.理想氣體分了量M-16,k-1；3,若此氣體穩(wěn)定地流過管道，進(jìn)出管道時(shí)氣體的溫度分別為30C而熱泵向另一熱源放出的熱量Qh供冬天室內(nèi)取暖用。（1）如熱機(jī)的熱效率為t=0.50,熱泵的供熱系數(shù)h=4，求Qh；（2）如熱機(jī)和熱泵均按可逆循環(huán)工作，求Qh；（3）如上述兩次計(jì)算結(jié)果均為Qh>Qi，表示冷源To中有一部分熱量傳入了溫度Ti'的熱源，而又不消耗（除熱機(jī)E所提供的功之外的）其他機(jī)械功，這是否違反熱力學(xué)第二定律的克勞修斯說法？W=Qi*t=1*0.5=0.5kJQh=W*h=4=0.5*4=2kJW=1*(1-250/1000)=0.75kTQh=0.75*(310/(310-250))=3.875J⑶不違反，T1>T1'第四章基本概念理想氣體：比熱容:習(xí)題2.熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式可寫成q-w或q=q/：t?.pdv兩者有何不同？1q=△u+w熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)，普適的表達(dá)式q=Cv*AT+/pdv內(nèi)能等于定容比熱乘以溫度變化，適用于理想氣體；體積功等于壓力對(duì)比容的積分,適用于準(zhǔn)靜態(tài)過程。所以該式適用于理想氣體的準(zhǔn)靜態(tài)過程.圖4-1所示，1-2和4-3各為定容過程，1-4和2-3各為定壓過程，試判斷q143與q123哪個(gè)大？q123-（u3-u1）+w123q143-（u3-u1）+w1431-3,點(diǎn)2和點(diǎn)^-32在>同一條絕熱線上，如圖4-2所示。試問△u12與厶53和90C，試求對(duì)每公斤氣體所需的加熱量（氣體的動(dòng)能和位能變化可以忽略）R-RM/M-8314/16Cp-Cv-RCp/Cv-kq-Cp(T2-T1)

?某理想氣體在氣缸內(nèi)進(jìn)行可逆絕熱膨脹，當(dāng)容積為二倍時(shí)，溫度由40C下降到—40C,過程中氣體做了60kJ/kg的功。若比熱為定值，試求Cp與Cv的值。q=△u+w0=Cv(-40-40)+60kkp1*v=p1*(2v)p1*v=R(273+40)p2*2v=R(273-40)w=R*T1/(k-1)*(1-T2/T1)Cp=Cv+R.某理想氣體初溫Ti=470K，質(zhì)量為2.5kg，經(jīng)可逆定容過程，其熱力學(xué)能變化為.：U=295.4kJ,求過程功、過程熱量以及熵的變化。設(shè)該氣體R=0.4kJ/(kg?),k=1.35，并假定比熱容為定值。Cp-Cv=RCp/Cv=kW=0,Q=.：U,.T=.：U/(2.5kg*Cv),.S=?在一具有可移動(dòng)活塞的封閉氣缸中，儲(chǔ)有溫度t1=45C，表壓力pg1=10kPa的氧氣0.3m3。在定壓下對(duì)氧氣加熱，加熱量為40kJ;再經(jīng)過多變過程膨脹到初溫45C,壓力為18kPa。設(shè)環(huán)境大氣壓力為0.1MPa，氧氣的比熱容為定值，試求：(1)兩過程的焓變量及所作的功；(2)多變膨脹過程中氣體與外界交換的熱量。(1)過程1為定壓過程，焓變于加熱量40kJ;過程2的終了狀態(tài)和過程1的初始狀態(tài)比較，溫度相同，理想氣體的焓為溫度的函數(shù)，所以過程2的焓變?yōu)?40kJ。1kg空氣，初態(tài)p1=1.0MPa,11=500C,在氣缸中可逆定容放熱到p2=0.5MPa，然后可逆絕熱壓縮到t3=500C,再經(jīng)可逆定溫過程回到初態(tài)。求各過程的-：u,：h,s及w和q各為多少？并在p-v圖和T-s圖上畫出這3個(gè)過程。10?一封閉的氣缸如圖4-3所示，有一無摩擦的絕熱活塞位于中間，兩邊分別充以氮?dú)夂脱鯕?，初態(tài)均為p1=2MPa,t1=27C。若氣缸總?cè)莘e為1000cm3,活塞體積忽略不計(jì)，缸壁是絕熱的，僅在氧氣一端面上可以交換熱量?，F(xiàn)向氧氣加熱使其壓力升高到4MPa，試求所需熱量及終態(tài)溫度，并將過程表示在p-v圖及T-s圖上。絕熱系數(shù)k=1.4圖4-3V1=0.0005m3TOC\o"1-5"\h\z664*10*VO2/TO2=2*10*0.0005/(273+27)664*10*Vn2/Tn2=2*10*0.0005/(273+27)VO2+VN2=0.0016k6k2*10*0.0005=4*10*VN211.如圖4-4所示，兩股壓力相同的空氣流，一股的溫度為t1=400C，流量m=120kg/h;另一股的溫度為t2=150C,流量mb=210kg/h;在與外界絕熱的條件下，它們相互混合形成壓力相同的空氣流。已知比熱為定值，試計(jì)算混合氣流的溫度，并計(jì)算混合過程前后空氣的熵的變化量是增加、減小或不變？為什么？(400+273)*120+(150+273)*210=(120+210)*TT=

熵增過程圖4-4△S=Q(1/423-1/673)12?如圖4-5所示，理想氣體進(jìn)行了一可逆循環(huán)1-2-3-1，已知1-3為定壓過程，V3=2vi；2-3為定容過程，P2=2p3；1-2為直線線段，即p/v=常數(shù)。⑴試論證q1^.q,Cb^；(2)畫出該循環(huán)的T-s圖，并證明=也$二+占S3H；(3)若該理想氣體的Cp=1.013kJ/(kgK)；Cv=0.724kJ/(kgK),試求該循環(huán)的熱效率。(1)一個(gè)循環(huán)，內(nèi)能不變，輸出正功，總的吸熱量為正；⑶T2=2*T3=4*T1Q12=Cv(T2-T1)+(p1+p2)*(V3-V1)/2=Cv(T2-T1)+Cp(T3-T1)/2+Cp(T3-T1'=Cv*3T1+Cp*T1/2+Cp*(2T1)/2(T1'為壓力p2以及容積v1在p-v圖對(duì)應(yīng)的溫度)4-5Q23=-Cv(T2-T3)=-Cv*2T1Q31=-Cp(T3-T1)=-Cp*T1W=Q12-Q23-Q3效率=W/Q1213?1kmol理想氣體從初態(tài)p1=500kPa,T1=340K絕熱膨脹到原來體積的2倍。設(shè)氣體Mcp=33.44kJ/(kmolK)?Mcv=25.12k