能量與熱力學(xué)第一定律(作業(yè)).ppt

1、第二章 能量與熱力學(xué) 第一定律,一、是非題 ， ， ； ， ； ； .,二、選擇題 c ； a1 ， a2 ； b ； a , a ， c ， c .,2-2為了確定高壓下稠密氣體的性質(zhì)，取2kg氣體在25 MPa下從350K定壓加熱到370K，氣體初終狀態(tài)下的容積分別為0.03m3及0.035m3，加入氣體的熱量為700KJ，試確定初終狀態(tài)下的內(nèi)能之差。,解：,定壓下加熱,2-41kg空氣由p1=1MPa、t1=500膨脹到p2=0.1MPa、t2=500，得到熱量506kJ，作容積變化功506 kJ 。又在同一初態(tài)及終態(tài)間作第二次膨脹，僅加入熱量39.1kJ， 求：（1）第一次膨脹中空氣熱

2、力學(xué)能增加多少？ （2）第二次膨脹中空氣熱力學(xué)能增加多少？ （3）第二次膨脹中空氣作了多少功？,解：取空氣為閉系,（1）第一次膨脹中空氣內(nèi)能變化量,（2）第二次膨脹中空氣內(nèi)能的變化量,由于在同一初態(tài)及終態(tài)間作第二次膨脹，而內(nèi)能為態(tài)函數(shù)，故,（3）第二次膨脹中空氣作容積變化功,2-8某蒸汽動(dòng)力廠中，鍋爐以 的蒸汽供給汽輪機(jī)。汽輪機(jī)進(jìn)口處壓力表上讀數(shù)為9MPa，蒸汽的比焓為3440kJ/kg ，汽輪機(jī)出口處真空表上讀數(shù)為730.6mm汞柱高，當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮菏?60mm汞柱高，出口蒸汽的比焓為2245 kJ/kg，汽輪機(jī)對(duì)環(huán)境放熱 。問(wèn)：汽輪機(jī)進(jìn)出口蒸汽的絕對(duì)壓力各是多少？若不計(jì)蒸汽進(jìn)出口的宏觀動(dòng)能

3、的差值和重力位能的差值，汽輪機(jī)的功率是多少(KW)？進(jìn)出口處蒸汽的速度分別為70m/s及140m/s時(shí)，對(duì)汽輪機(jī)的功率影響有多大？若進(jìn)出口的高度差為1.6m，問(wèn)對(duì)汽輪機(jī)的功率有多大影響？,解：,取汽輪機(jī)為開(kāi)系，蒸汽流經(jīng)汽輪機(jī)作穩(wěn)定流動(dòng)。,汽輪機(jī)進(jìn)口處蒸汽的絕對(duì)壓力,汽輪機(jī)出口處蒸汽的絕對(duì)壓力,不計(jì)汽輪機(jī)進(jìn)出口處蒸汽動(dòng)能的差值和重力位能的差值，汽輪機(jī)的功率,考慮汽輪機(jī)進(jìn)出口處流速的動(dòng)能差值，對(duì)汽輪機(jī)功率的影響，使汽輪機(jī) 減小功率,考慮汽輪機(jī)進(jìn)出口的高度差,，使汽輪機(jī)改變功率,2-9某冷凝器內(nèi)的蒸汽壓力為0.08at，蒸汽以100m/s的速度進(jìn)入冷凝器，其焓為500 kcal/kg，蒸汽冷卻為水后

4、其焓為41.6kcal/kg，流出冷凝器時(shí)的速度為10m/s，問(wèn)每千克蒸汽在冷凝器中放出的熱量是多少（kJ）？,解：取冷凝器為開(kāi)系，蒸汽作穩(wěn)定流動(dòng)，忽略重力位能的差值,即每千克蒸汽在冷凝器中放熱量為1924.2 kJ。,2-10某燃?xì)廨啓C(jī)裝置如圖2-19所示。已知h1=286kJ/kg的燃料和空氣的混合物，在截面1處以20m/s的速度進(jìn)入燃燒室，并在定壓下燃燒，使工質(zhì)吸入熱量q=879kJ/kg，燃燒后燃?xì)膺M(jìn)入噴管絕熱膨脹到狀態(tài)3，h3=502kJ/kg，流速增加到cf3，此后燃?xì)膺M(jìn)入動(dòng)葉，推動(dòng)轉(zhuǎn)輪作功。若燃?xì)庠趧?dòng)葉中的熱力狀態(tài)不變，最后離開(kāi)燃?xì)廨啓C(jī)的速度cf4=150m/s。求： 燃?xì)庠趪姽艹隹诘牧魉賑f3; 每千克燃?xì)庠谌細(xì)廨啓C(jī)中所作的功； 燃?xì)饬髁繛?.23kg/s時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)的功率（kW）。,解：,圖2-19,燃?xì)饬魉賑f3,取截面1至截面3的空間作熱力系，忽略重力位能的差值，穩(wěn)定流動(dòng)能量方程為,因 ，故,每千克燃?xì)庾鞴?取截面3至截面4作熱力系，燃?xì)獾臒崃顟B(tài)不變，穩(wěn)定流動(dòng)能量方程為,其中， ，,燃?xì)廨啓C(jī)功率N,2-11流速為500m/s的高速空氣流，突然受阻后停止流動(dòng)。如滯止過(guò)程進(jìn)行迅速，以致氣流在受阻過(guò)程中與外界的熱交換可以忽略不計(jì)，問(wèn)在滯止過(guò)程中空氣的焓變化了多少？,解：穩(wěn)定流動(dòng)能量方