工程熱力學(xué)知識(shí)點(diǎn)

工程熱力學(xué)復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)一、知識(shí)點(diǎn)根本概念的理解和應(yīng)用〔約占40%〕，根本原理的應(yīng)用和熱力學(xué)分析能力的考核〔約占60%〕。1.根本概念掌握和理解：熱力學(xué)系統(tǒng)(包括熱力系，邊界，工質(zhì)的概念。熱力系的分類：開口系，閉口系，孤立系統(tǒng))。掌握和理解：狀態(tài)及平衡狀態(tài),實(shí)現(xiàn)平衡狀態(tài)的充要條件。狀態(tài)參數(shù)及其特性。制冷循環(huán)和熱泵循環(huán)的概念區(qū)別。理解并會(huì)簡(jiǎn)單計(jì)算：系統(tǒng)的能量，熱量和功〔與熱力學(xué)兩個(gè)定律結(jié)合〕。2.熱力學(xué)第一定律掌握和理解：熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)。理解并會(huì)應(yīng)用根本公式計(jì)算：熱力學(xué)第一定律的根本表達(dá)式。閉口系能量方程。熱力學(xué)第一定律應(yīng)用于開口熱力系的一般表達(dá)式。穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流的能量方程。理解并掌握：焓、技術(shù)功及幾種功的關(guān)系〔包括體積變化功、流動(dòng)功、軸功、技術(shù)功〕。3.熱力學(xué)第二定律掌握和理解：可逆過程與不可逆過程(包括可逆過程的熱量和功的計(jì)算)。掌握和理解：熱力學(xué)第二定律及其表述〔克勞修斯表述，開爾文表述等〕?？ㄖZ循環(huán)和卡諾定理。掌握和理解：熵〔熵參數(shù)的引入，克勞修斯不等式，熵的狀態(tài)參數(shù)特性〕。理解并會(huì)分析：熵產(chǎn)原理與孤立系熵增原理，以及它們的數(shù)學(xué)表達(dá)式。熱力系的熵方程〔閉口系熵方程，開口系熵方程〕。溫-熵圖的分析及應(yīng)用。理解并會(huì)計(jì)算：學(xué)會(huì)應(yīng)用熱力學(xué)第二定律各類數(shù)學(xué)表達(dá)式來判定熱力過程的不可逆性。4.理想氣體的熱力性質(zhì)熟悉和了解：理想氣體模型。理解并掌握：理想氣體狀態(tài)方程及通用氣體常數(shù)。理想氣體的比熱。理解并會(huì)計(jì)算：理想氣體的內(nèi)能、焓、熵及其計(jì)算。理想氣體可逆過程中，定容過程，定壓過程，定溫過程和定熵過程的過程特點(diǎn)，過程功，技術(shù)功和熱量計(jì)算。5.實(shí)際氣體及蒸氣的熱力性質(zhì)及流動(dòng)問題理解并掌握：蒸汽的熱力性質(zhì)〔包括有關(guān)蒸汽的各種術(shù)語(yǔ)及其意義。例如：汽化、凝結(jié)、飽和狀態(tài)、飽和蒸汽、飽和溫度、飽和壓力、三相點(diǎn)、臨界點(diǎn)、汽化潛熱等〕。蒸汽的定壓發(fā)生過程〔包括其在p-v和T-s圖上的一點(diǎn)、二線、三區(qū)和五態(tài)〕。理解并掌握：絕熱節(jié)流的現(xiàn)象及特點(diǎn)6.蒸汽動(dòng)力循環(huán)理解計(jì)算：蒸氣動(dòng)力裝置流程、朗肯循環(huán)熱力計(jì)算及其效率分析。能夠在T-S圖上表示出過程，提高蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)熱效率的各種途徑〔包括改變初蒸汽參數(shù)和降低背壓、再熱和回?zé)嵫h(huán)〕。7、制冷與熱泵循環(huán)理解、掌握并會(huì)計(jì)算：空氣壓縮制冷循環(huán)，蒸汽壓縮制冷循環(huán)的熱力計(jì)算及制冷系數(shù)分析。能夠在T-S圖上表示出過程，提高制冷系數(shù)和熱泵系數(shù)的途徑，分析熱泵循環(huán)和制冷循環(huán)的區(qū)別和聯(lián)系。二、典型題解概念題：1、過熱蒸汽的溫度是否一定很高？未飽和水的溫度是否一定很低？答：過熱蒸汽、未飽和水是這樣定義的，當(dāng)蒸汽的溫度高于其壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)稱作過熱蒸汽，其壓力下t>ts；當(dāng)溫度低于其壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度t<ts時(shí)，那么工質(zhì)的相態(tài)一定是液態(tài)，那么稱其為未飽和水。因此，過熱蒸汽不一定溫度很高，未飽和水未必溫度很低，它們都是相對(duì)于其環(huán)境壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度而言的狀態(tài)。在h－s圖上，能否標(biāo)出以下水和蒸汽的狀態(tài)點(diǎn)？〔1〕焓為h1的未飽和水；〔2〕焓為h2的飽和水；〔3〕參數(shù)為p1、t1的濕蒸汽；〔4〕壓力為p的干蒸汽；〔5〕水、汽性質(zhì)相同的狀態(tài)。填空4、判斷以下過程中那些是可逆的；不可逆的；可以是可逆的。并扼要說明不可逆原因。〔1〕對(duì)剛性容器內(nèi)的水加熱，使其在恒溫下蒸發(fā)?！?〕對(duì)剛性容器內(nèi)的水作功，使其在恒溫下蒸發(fā)?！?〕對(duì)剛性容器中的空氣緩慢加熱，使其從50℃升溫到100℃解：〔1〕可以是可逆過程，也可以是不可逆過程，取決于熱源溫度與溫是否相等。水假設(shè)兩者不等，那么存在外部的傳熱不可逆因素，便是不可逆過程?！?〕對(duì)剛性容器的水作功，只可能是攪拌功，伴有摩擦擾動(dòng)，因而有內(nèi)不可逆因素，是不可逆過程?！?〕可以是可逆的，也可以是不可逆的，取決于熱源溫度與空氣溫度是否隨時(shí)相等或保持無限小的溫差。5、絕熱容器內(nèi)有一定氣體，外界通過容器內(nèi)的葉輪向氣體參加wkJ的功。假設(shè)氣體視為理想氣體，試分析氣體內(nèi)能的內(nèi)能，焓，溫度，熵如何變化？答：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，外界所做的功全部轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能的增量，因而內(nèi)能，焓，溫度均增加；該過程不可逆，熵也增加。6、對(duì)與有活塞的封閉系統(tǒng)，以下說法是否正確?1)氣體吸熱后一定膨脹，內(nèi)能一定增加。答：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體吸熱可能使內(nèi)能增加，也可能對(duì)外做功，或者兩者同時(shí)進(jìn)行；關(guān)鍵是吸熱量能否完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γ捎跉怏w的定溫膨脹過程可使得吸收的熱量完全轉(zhuǎn)化為功，內(nèi)能不增加，所以說法錯(cuò)誤。2〕氣體膨脹時(shí)一定對(duì)外做功。答：一般情況下，氣體膨脹時(shí)候要對(duì)外做功，但當(dāng)氣體向真空中膨脹時(shí)候，由于外力為零，所以功也為零。3〕氣體對(duì)外做功，內(nèi)能一定減少。答：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，在定溫條件下，氣體可以吸收熱量并全部轉(zhuǎn)化為功，從而保持內(nèi)能不變。焓的物理意義是什么？答：焓的定義式:焓=內(nèi)能+流動(dòng)功H=U+pV焓的物理意義：1.對(duì)流開工質(zhì)〔開口系統(tǒng)〕工質(zhì)流動(dòng)時(shí)與外界傳遞與其熱力狀態(tài)有關(guān)的總能量。2.對(duì)不流開工質(zhì)〔閉口系統(tǒng)〕仍然存在但僅是一個(gè)復(fù)合的狀態(tài)參數(shù)。熵的物理含義？答：定義：熵可逆過程物理意義：熵的變化反響可逆過程熱交換的方向和大小。系統(tǒng)可逆的從外界吸熱，系統(tǒng)熵增加；系統(tǒng)可逆的向外界放熱，系統(tǒng)熵減少；可逆絕熱過程，系統(tǒng)熵不變。判斷以下說法對(duì)嗎？系統(tǒng)吸熱，其熵一定增大；系統(tǒng)放熱，其熵一定減小。答：熵變=熵流+熵產(chǎn)，所以，前半句對(duì)，后半句錯(cuò)誤。孤立系熵增原理是什么？怎么應(yīng)用？答：孤立系統(tǒng)熵增原理：孤立系統(tǒng)內(nèi)所進(jìn)行的一切實(shí)際過程〔不可逆過程〕都朝著使系統(tǒng)熵增加的方向進(jìn)行；在極限情況下〔可逆過程〕，系統(tǒng)的熵維持不變；任何使系統(tǒng)熵減小的過程是不肯能。即過程進(jìn)行到某一階段，再不能使熵增大了，也就是系統(tǒng)的熵值到達(dá)了最大值，就是過程進(jìn)行的限度。等號(hào)適用于可逆過程，大于號(hào)適用于不可逆過程。說明孤立系統(tǒng)的熵變化只取決于系統(tǒng)內(nèi)各過程的不可逆程度。注意：如果涉及環(huán)境溫度，由于環(huán)境是一個(gè)很大的熱源，無論它吸收或者放出多少熱量，都認(rèn)為環(huán)境溫度是不變的。討論使熱由低溫?zé)嵩磦飨蚋邷責(zé)嵩吹倪^程能否實(shí)現(xiàn)？12、以下說法正確的在括號(hào)內(nèi)劃“√〞，不正確劃“×〞?！病痢扯ㄙ|(zhì)量系統(tǒng)一定是閉口系統(tǒng)?！病痢抽]口系統(tǒng)不作膨脹功的過程必是等容過程?！病獭忱硐霘怏w任何過程的內(nèi)能變量總以Δu=∫12cvdT進(jìn)行計(jì)算?！病獭砫h=cpdT只適用于理想氣體、任何過程?！病痢抽]口系統(tǒng)發(fā)生放熱過程，系統(tǒng)的熵必減少?！病痢持懒藴囟群蛪毫蓚€(gè)參數(shù)值，就可以確定水蒸氣的狀態(tài)?！病痢骋磺锌赡鏅C(jī)的熱效率均相等?！病痢踌卦隹捎脕矶攘窟^程的不可逆性，所以熵增加的過程必是不可逆過程，〔√〕某理想氣體經(jīng)歷了一個(gè)內(nèi)能不變的熱力過程，那么該過程中工質(zhì)的焓變也為零?！病痢橙萜髦袣怏w的壓力沒有變化，那么安裝在容器上的壓力表讀數(shù)也不變?！病痢乘魵獾亩剡^程中，能滿足q=w的關(guān)系式?！病獭吃谂R界點(diǎn)上，飽和液體的焓一定等于干飽和蒸汽的焓?！病痢持灰嬖诓豢赡嫘跃陀徐禺a(chǎn)，故工質(zhì)完成一個(gè)不可逆熱力循環(huán)，其熵變必大于零?！病獭忱硐霘怏w在T?s圖上，其定溫線就是定焓線。〔×〕絕熱過程必為定熵過程?！病痢彻絨=Δu+w僅適用于閉口熱力系統(tǒng)?！病獭抽]口絕熱系統(tǒng)的熵不可能減少?！病痢骋磺胁豢赡鏌釞C(jī)的熱效率總比可逆熱機(jī)的小?！病獭吃谝粍傂匀萜髦?，理想氣體絕熱自由膨脹后，其溫度不變?！病痢吃诤?jiǎn)單朗肯循環(huán)的根底上采用再熱的方法一定能提高循環(huán)熱效率?！病痢持评湎禂?shù)永遠(yuǎn)大于1，而制熱系數(shù)可以大于1也可以小于1?！病痢彻崃恳欢ǎ秒姞t取暖與用熱泵式空調(diào)取暖耗電量一樣多。〔×〕從飽和液體狀態(tài)汽化成飽和蒸汽狀態(tài)，因?yàn)槠^程溫度未變，所以焓的變化量。〔×〕假設(shè)容器中氣體的絕對(duì)壓力保持不變，壓力表上的讀數(shù)就不會(huì)改變?！病痢碀耧柡驼羝撵实扔陲柡退撵始由细啥瘸艘云^程中飽和水變成干飽蒸汽所吸收的熱量?！病痢忱硐霘怏w經(jīng)歷一可逆定溫過程，由于溫度不變，那么工質(zhì)不可能與外界交換熱量。13、在絕熱良好的房間內(nèi)，有一臺(tái)設(shè)備完好的冰箱在工作，在炎熱的夏天翻開冰箱，人會(huì)感到?jīng)鏊?，問室?nèi)溫度是否會(huì)越來越低？請(qǐng)用熱力學(xué)原理加以解釋。答：一開始，人會(huì)感到?jīng)鏊?，這是由于房間內(nèi)空氣中的內(nèi)能傳遞到冰箱內(nèi)，而此時(shí)冰箱輸入功率轉(zhuǎn)化的熱小于空氣進(jìn)入冰箱的內(nèi)熱能，故空氣溫度降低，人感到?jīng)鏊?/p>

隨著時(shí)間的進(jìn)行，冰箱輸入功率轉(zhuǎn)化的熱越來越多地進(jìn)入房間空氣中，空氣的溫度逐步上升。這樣，房間內(nèi)的溫度不會(huì)越來越低。14、選擇題〔1〕、一熱力學(xué)過程,其w=那么此過程是(A)A.不可逆過程.B.任意過程．Ｃ．可逆過程．Ｄ.定壓過程．〔2〕、對(duì)于某理想氣體，當(dāng)溫度變化時(shí)〔Cp-Cv〕是〔B〕的.A．變化B．不變化Ｃ.不能確定〔3〕、在兩個(gè)恒溫?zé)嵩撮g工作的熱機(jī)Ａ、B均進(jìn)行可逆循環(huán),A機(jī)的工質(zhì)為理想氣體,B機(jī)是水蒸汽,那么熱效率ηA和ηB(A)A.相等B.ηA>ηBC.ηA<ηBD.不能確定.〔4〕、在閉口絕熱系中進(jìn)行的一切過程,必定使系統(tǒng)的熵(D)A增大.B減少.C.不變D.不能確定〔5〕、在房間內(nèi)溫度與環(huán)境溫度一定的條件下,冬天用熱泵取暖和用電爐取暖相比,從熱力學(xué)觀點(diǎn)看(A)A.熱泵取暖合理.B.電爐取暖合理.C.二者效果一樣.D.不能確定.〔6〕、閉口系能量方程為(D)A.Q+△U+W=0B.Q+△U－W=0C.Q－△U+W=0D.Q－△U－W=0〔7〕、理想氣體的是兩個(gè)相互獨(dú)立的狀態(tài)參數(shù)。(C)A.溫度與熱力學(xué)能B.溫度與焓C.溫度與熵D.熱力學(xué)能與焓〔8〕、一理想氣體可逆過程中,wt=w,此過程的特性為(B)A.定壓B.定溫C.定容D.絕熱〔9〕、可逆絕熱穩(wěn)定流動(dòng)過程中,氣流焓的變化與壓力變化的關(guān)系為(B)A.dh=－vdpB.dh=vdpC.dh=－pdvD.dh=pdv〔10〕、水蒸汽動(dòng)力循環(huán)的以下設(shè)備中,作功損失最大的設(shè)備是(A)A.鍋爐B.汽輪機(jī)C.凝汽器D.水泵(11)外界〔或〕環(huán)境的定義是指〔D〕。A 系統(tǒng)邊界之外的一切物體 B 與系統(tǒng)發(fā)生熱交換的熱源C 與系統(tǒng)發(fā)生功交換的功源 D 系統(tǒng)邊界之外與系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)系的一切物體(12)系統(tǒng)平衡時(shí)的廣延性參數(shù)〔廣延量〕的特點(diǎn)是〔D〕。A 其值的大小與質(zhì)量多少無關(guān) B 不具有可加性C 整個(gè)系統(tǒng)的廣延量與局部的廣延量一樣D 與質(zhì)量多少有關(guān)，具有可加性(13)理想氣體多變指數(shù)n<0的多變膨脹過程,其過程特性具有__A__的結(jié)果A Q>0 ，ΔU>0，W>0 B Q<0 ，ΔU<0，W>0 C Q>0 ，ΔU<0，W>0DQ<0 ，ΔU>0，W>0(14)卡諾定理說明：所有工作于兩個(gè)不同恒溫?zé)嵩粗g的一切熱機(jī)的熱效率〔B〕。 A 都相等，可以采用任何循環(huán)B 不相等，以可逆熱機(jī)的熱效率為最高 C 均相等，僅僅取決于熱源和冷源的溫度 D 不相等，與所采用的工質(zhì)有關(guān)系。(15)壓力為4bar的氣體流入1bar的環(huán)境中，為使其在噴管中充分膨脹，宜采用〔D〕。A漸縮噴管B漸擴(kuò)噴管C直管D縮放噴管(16)一個(gè)橡皮氣球在太陽(yáng)下被照曬，氣球在吸熱過程中膨脹，氣球內(nèi)的壓力正比于氣球的容積。那么氣球內(nèi)的氣體進(jìn)行的是(B) A 定壓過程 B 多變過程C 定溫過程D 定容過程(17)熵變計(jì)算式只適用于〔D〕。 A 一切工質(zhì)的可逆過程 B 一切工質(zhì)的不可逆過程C 理想氣體的可逆過程D 理想氣體的一切過程(18)析一個(gè)有工質(zhì)流入與流出的研究對(duì)象，將熱力系統(tǒng)選為〔D〕。 A閉口系統(tǒng)； B 開口系統(tǒng)； C孤立系統(tǒng)； D A，B，C都可以。(19)熱力系的儲(chǔ)存能包括〔A〕。A內(nèi)部?jī)?chǔ)存能與外部?jī)?chǔ)存能B熱力學(xué)能與動(dòng)能C內(nèi)動(dòng)能與內(nèi)位能D熱力學(xué)能與宏觀勢(shì)能(20)工質(zhì)熵的增加，意味著工質(zhì)的〔D〕?！睞〕Q＞0〔B〕Q＜0〔C〕Q=0〔D〕不一定(21)貯有空氣的絕熱剛性密閉容器中，按裝有電加熱絲通電后，如取空氣為系統(tǒng)，那么過程中的能量關(guān)系有(C)A Q>0 ,ΔU>0,W>0 B Q=0 ,ΔU>0,W<0C Q>0 ,ΔU>0,W=0 D Q=0 ,ΔU=0,W=0(22)循環(huán)熱效率適用于〔D〕。 A 適用于任意循環(huán)； B 只適用于理想氣體可逆循環(huán)； C 適用于熱源溫度為T1，冷源溫度為T2的不可逆循環(huán)；D 只適用于熱源溫度為T1，冷源溫度為T2的可逆循環(huán)。(23)氣流在充分膨脹的漸縮漸擴(kuò)噴管的漸擴(kuò)段〔dA＞0〕中，流速〔D〕。A等于喉部臨界流速；B等于當(dāng)?shù)匾羲?；C小于當(dāng)?shù)匾羲?；D大于當(dāng)?shù)匾羲佟?24)孤立系統(tǒng)可以理解為〔C〕。 A 閉口的絕熱系統(tǒng)所組成； B 開口的絕熱系統(tǒng)所組成；C 系統(tǒng)連同相互作用的外界所組成；D A，B，C，均是(25)采用蒸汽再熱循環(huán)的目的在于〔C〕?！睞〕降低乏汽干度，提高汽輪機(jī)穩(wěn)定性；〔B〕提高平均放熱溫度，提高循環(huán)熱效率〔C〕提高乏汽干度，提高循環(huán)熱效率；〔D〕提高乏汽干度，降低循環(huán)不可逆性請(qǐng)解釋何謂孤立系統(tǒng)熵增原理，該原理在熱力學(xué)分析中有什么用途？答：對(duì)于孤立系熵方程而熵產(chǎn)dSg總是非負(fù)的即dSg0或0，稱為孤立系的熵增原理。孤立系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行的一切實(shí)際過程都是朝著熵增加的方向進(jìn)行，極限情況維持不變。任何使孤立系統(tǒng)熵減小的過程都是不可能實(shí)現(xiàn)的。判斷過程進(jìn)行的方向與條件.請(qǐng)分別答復(fù)熱力學(xué)中所謂的第一類永動(dòng)機(jī)與第二類永動(dòng)機(jī)的物理意義。答：不消耗任何能量而源源不斷做功的機(jī)器為第一永動(dòng)機(jī);從單一熱源吸熱，使之全部轉(zhuǎn)化為功而不留下其他任何變化的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)為第二永動(dòng)機(jī)。理想氣體熵變的計(jì)算式是由可逆過程導(dǎo)出的，它是否可用于計(jì)算不可逆過程初、終態(tài)的熵變？為什么？答：可以,只和初末狀態(tài)有關(guān)系,熵為狀態(tài)參數(shù).剛性絕熱容器中間用隔板分為兩局部，A中存有高壓氮?dú)猓珺中保持真空。假設(shè)將隔板抽去，分析容器中空氣的熱力學(xué)能如何變化？答：抽取隔板，以容器中的氮?dú)鉃闊崃ο?，在剛性絕熱容器中，氮?dú)夂屯饨缂葻o物質(zhì)的交換也無能量的交換，有熱力學(xué)第一定律知：,q=0,w=0,因此，隔板抽取前后=0.氣體吸熱后溫度一定升高嗎？液體吸熱后溫度一定升高嗎？并給出理由。答：氣體吸熱后，溫度不一定升高，由q=+w，假設(shè)吸熱的同時(shí)對(duì)外界做功，而且|w|>|q|,此時(shí)，那么熱力學(xué)能降低即<0,此時(shí)的氣體溫度反而會(huì)降低。液體吸熱后，溫度也不一定升高，比方水在飽和狀態(tài)下，吸熱時(shí)可保持溫度不變。熱力系的總熵是否可以減??？為什么？答：可以減小。因?yàn)闊崃ο悼傡氐脑隽繛殪亓骱挽禺a(chǎn)之和，當(dāng)熱力系向外界放熱時(shí)，熵流為負(fù)值〔即使熱力學(xué)的總熵減小〕，當(dāng)熵流的絕對(duì)值大于熵產(chǎn)，熱力系總熵的增量為負(fù)值，那么熱力系的總熵將是減小的。決定朗肯循環(huán)熱效率的參數(shù)有哪些？它們?nèi)绾斡绊憻嵝?？答：在相同初壓和背壓下，提高新蒸汽的初溫可使朗肯循環(huán)熱效率增大；增加了循環(huán)高溫段溫度，使循環(huán)溫差增大，所以提高了熱效率。在相同的初溫和背壓下，提高初壓也可使朗肯循環(huán)熱效率增大；循環(huán)的平均溫差加的緣故在相同的初溫、初壓下，降低背壓可使朗肯循環(huán)熱效率增大，這是由于增大了循環(huán)溫差的緣故。分析卡諾循環(huán)熱效率公式，可得到哪些重要結(jié)論？答：三點(diǎn)結(jié)論:a只決定于T1，T2，提高T1，降低T2可提高ηcbηc≯1c當(dāng)T1＝T2時(shí)ηc＝0如何用熱力學(xué)知識(shí)描述水的飽和狀態(tài)?答：在一定的溫度下，容器內(nèi)的水蒸氣壓力總會(huì)自動(dòng)穩(wěn)定在一個(gè)數(shù)值上，此時(shí)進(jìn)入水界面和脫離水界面的分子數(shù)相等，水蒸氣和液態(tài)水處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，即飽和狀態(tài)。飽和狀態(tài)下的液態(tài)水稱為飽和水；飽和狀態(tài)下的水蒸氣稱為飽和水蒸氣；飽和蒸汽的壓力稱為飽和壓力；與此相對(duì)應(yīng)的溫度稱為飽和溫度?？ㄖZ循環(huán)是理想循環(huán)，為什么蒸汽動(dòng)力循環(huán)利用了水蒸汽在兩相區(qū)等壓等溫的特點(diǎn)，而不采用卡諾循環(huán)？答：采用卡諾循環(huán)必須要求工質(zhì)實(shí)現(xiàn)定溫加熱和放熱，但是難以實(shí)現(xiàn)。而水蒸氣兩相區(qū)卻可滿足定溫加熱和放熱。而此時(shí)也是定壓過程。所以實(shí)際蒸汽循環(huán)不采用卡諾循環(huán)。計(jì)算分析題1.某蒸汽壓縮制冷過程,制冷劑在２5０K吸收熱量QL,在３００K放出熱量-QH,壓縮和膨脹過程是絕熱的，向制冷機(jī)輸入的功為Ws，判斷以下問題的性質(zhì)?！睞可逆的B不可逆的C不可能的〕(1).QL=2000kJWs=400kJ〔A〕該制冷過程是可逆的(2).QL=1000kJQH=－1500kJ(B)該制冷過程是不可逆的(3).Ws=100kJQH=－700kJ(C)該制冷過程是不可能的2.某蒸汽動(dòng)力循環(huán)操作條件如下：冷凝器出來的飽和水，由泵從0.035Mpa加壓至1.5Mpa進(jìn)入鍋爐，蒸汽離開鍋爐時(shí)被過熱器加熱至280℃。求：(1)上述循環(huán)的最高效率。(2)在鍋爐和冷凝器的壓力的飽和溫度之間運(yùn)行的卡諾循環(huán)的效率，以及離開鍋爐的過熱蒸汽溫度和冷凝器飽和溫度之間運(yùn)行的卡諾循環(huán)的效率。(3)假設(shè)透平機(jī)是不可逆絕熱操作，其焓是可逆過程的80%。求此時(shí)的循環(huán)效率。解：(1)各狀態(tài)點(diǎn)的熱力學(xué)性質(zhì)，可由附錄水蒸汽表查得〔由于液體壓力增加其焓增加很少，可以近似〕該循環(huán)透平機(jī)進(jìn)行絕熱可逆操作，增壓泵也進(jìn)行絕熱可逆操作時(shí)效率最高。，由0.035Mpa，查得氣相，〔查飽和蒸汽性質(zhì)表〕液相，〔查飽和水性質(zhì)表內(nèi)插〕氣相含量為x冷凝器壓力0.035Mpa，飽和溫度為72.69℃；鍋爐壓力1.5Mpa，飽和溫度為198.32℃?？ㄖZ循環(huán)運(yùn)行在此兩溫度之間，卡諾循環(huán)效率假設(shè)卡諾循環(huán)運(yùn)行在實(shí)際的二個(gè)溫度之間，其效率為(3)不可逆過程的焓差為0.80(H2-H3)，而吸收的熱仍為，因此效率3．某壓縮制冷裝置，用氨作為制冷劑，氨在蒸發(fā)器中的溫度為-25℃，冷卻器中的壓力為1.0MPa，假定氨進(jìn)入壓縮機(jī)時(shí)為飽和蒸汽，而離開冷凝器時(shí)為飽和液體，每小時(shí)制冷量Q0為1.67×105kJ·h-1。求：〔1〕所需的氨流率；〔2〕制冷系數(shù)。解：通過NH3的P-H圖可查到各狀態(tài)點(diǎn)焓值。按照題意，氨進(jìn)入壓縮機(jī)為飽和狀態(tài)1，離開冷凝器為飽和狀態(tài)3。氨在蒸發(fā)器中的過程即4→1H1=1430KJ·kg-1H2=1710KJ·kg-1氨在冷凝器中的過程即2→3，H3=H4=320KJ·kg-1氨流率制冷系數(shù)注：求解此類題目：關(guān)鍵在于首先確定各過程狀態(tài)點(diǎn)的位置，然后在P-H圖或T—S圖上查到相應(yīng)的焓〔或溫度、壓力〕值，進(jìn)行計(jì)算。4.某壓縮制冷裝置，用氨作為制冷劑，氨在蒸發(fā)器中的溫度為－25℃，冷凝器內(nèi)的壓力為1180kPa，假定氨進(jìn)入壓氣機(jī)時(shí)為飽和蒸氣，而離開冷凝器時(shí)是飽和液體，如果每小時(shí)的制冷量為167000kJ，求所需的氨流率；制冷系數(shù)。解：此氨制冷循環(huán)示于右圖所示T-S圖上。查的T-S圖，得H1=1648kJ/kg，H2=1958kJ/kg，H3=H4=565kJ/kg那么單位質(zhì)量制冷劑的制冷量為q0=H1－H4=1648－565=1083(kJ/kg)所需的氨流率為G==154.2〔kg/h〕(2)制冷系數(shù)為ε==3.495、容器被分隔成AB兩室，如圖1-4所示，當(dāng)?shù)卮髿鈮簆b=0.1013MPa，氣壓表2讀為pe2=0.04MPa，氣壓表1的讀數(shù)pe1=0.294MPa，求氣壓表3的讀數(shù)〔用MPa表示〕。解：pA=pb+pe1=0.1013MPa+0.294MPa=0.3953MPa pA=pB+pe2 pB=pA?pe2=0.39153MPa?0.04MPa=0.3553MPaH pe3=pB?pb=0.3553MPa?0.1013MPa=0.254MPaH如下圖的氣缸，其內(nèi)充以空氣。氣缸截面積A=100cm2，活塞距底面高度H=10cm?；钊捌渖现匚锏目傊亓縂1=195kg。當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫0=771mmHg，環(huán)境溫度t0=27℃。假設(shè)當(dāng)氣缸內(nèi)氣體與外界處于熱力平衡時(shí)，把活塞重物取去100kg，活塞將突然上升，最后重新到達(dá)熱力平衡。假定活塞和氣缸壁之間無摩擦，氣體可以通過氣缸壁和外界充分換熱，試求活塞上升的距離和空氣對(duì)外作的功及與環(huán)境的換熱量。7、一容積為0.15m3的儲(chǔ)氣罐,內(nèi)裝氧氣，其初態(tài)壓力p1=0.55MPa，溫度t1=38℃。假設(shè)對(duì)氧氣加熱，其溫度、壓力都升高。儲(chǔ)氣罐上裝有壓力控制閥，當(dāng)壓力超過0.7MPa時(shí)，閥門便自動(dòng)翻開，放走局部氧氣，即儲(chǔ)氣罐中維持的最大壓力為0.7MPa。問當(dāng)罐中溫度為285℃，對(duì)罐內(nèi)氧氣共參加了多少熱量？設(shè)氧氣的比熱容為定值，cv=0.657kJ/(kg·K)、cp＝0.917kJ/(kg·K)。8、有一蒸汽動(dòng)力廠按依次再熱以及抽氣回?zé)崂硐胙h(huán)工作，如圖。新蒸汽參數(shù)為p1=14MPa，t1=550℃，再熱壓力pA=3.5MPa，再熱溫度tR=t1=550℃,回?zé)岢闅鈮毫B=0.5MPa，回?zé)崞鳛榛旌鲜剑硥簆2=0.004MPa。水泵功可忽略。試：〔1〕定性畫出循環(huán)的T-s圖；〔2〕求抽氣系數(shù)αB；〔3〕求循環(huán)輸出凈功wnet，吸熱量q1，放熱量q2；〔4〕求循環(huán)熱效率ηt。9、一個(gè)裝有2kg工質(zhì)的閉口系經(jīng)歷了如下過程：過程中系統(tǒng)散熱25kJ，外界對(duì)系統(tǒng)作功100kJ，比熱力學(xué)能減小15kJ/kg，并且整個(gè)系統(tǒng)被舉高1000m。試確定過程中系統(tǒng)動(dòng)能的變化。一活塞氣缸裝置中的氣體經(jīng)歷了2個(gè)過程。從狀態(tài)1到狀態(tài)2，氣體吸熱500kJ，活塞對(duì)外作功800kJ。從狀態(tài)2到狀態(tài)3是一個(gè)定壓的壓縮過程，壓力為p=400kPa,氣體向外散熱450kJ。并且U1=2000KJ,U3=3500KJ，試算2－3過程氣體體積變化。11、氣缸中封有空氣，初態(tài)為、，緩慢膨脹到。(1)過程中維持不變；(2