能量與熱力學第一定律(作業(yè)).ppt

1、第二章 能量與熱力學 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、力學能增加多少？ （2）第二次膨脹中空氣熱力學能增加多少？ （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某蒸汽動力廠中，鍋爐以 的蒸汽供給汽輪機。汽輪機進口處壓力表上讀數(shù)為9MPa，蒸汽的比焓為3440kJ/kg ，汽輪機出口處真空表上讀數(shù)為730.6mm汞柱高，當時當?shù)卮髿鈮菏?60mm汞柱高，出口蒸汽的比焓為2245 kJ/kg，汽輪機對環(huán)境放熱 。問：汽輪機進出口蒸汽的絕對壓力各是多少？若不計蒸汽進出口的宏觀動能

3、的差值和重力位能的差值，汽輪機的功率是多少(KW)？進出口處蒸汽的速度分別為70m/s及140m/s時，對汽輪機的功率影響有多大？若進出口的高度差為1.6m，問對汽輪機的功率有多大影響？,解：,取汽輪機為開系，蒸汽流經(jīng)汽輪機作穩(wěn)定流動。,汽輪機進口處蒸汽的絕對壓力,汽輪機出口處蒸汽的絕對壓力,不計汽輪機進出口處蒸汽動能的差值和重力位能的差值，汽輪機的功率,考慮汽輪機進出口處流速的動能差值，對汽輪機功率的影響，使汽輪機 減小功率,考慮汽輪機進出口的高度差,，使汽輪機改變功率,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，流出冷凝器時的速度為10m/s，問每千克蒸汽在冷凝器中放出的熱量是多少（kJ）？,解：取冷凝器為開系，蒸汽作穩(wěn)定流動，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某燃氣輪機裝置如圖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，燃燒后燃氣進入噴管絕熱膨脹到狀態(tài)3，h3=502kJ/kg，流速增加到cf3，此后燃氣進入動葉，推動轉(zhuǎn)輪作功。若燃氣在動葉中的熱力狀態(tài)不變，最后離開燃氣輪機的速度cf4=150m/s。求： 燃氣在噴管出口的流速cf3; 每千克燃氣在燃氣輪機中所作的功； 燃氣流量為5.23kg/s時，燃氣輪機的功率（kW）。,解：,圖2-19,燃氣流速cf3,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)定流動能量方程為,因 ，故,每千克燃氣作功,取截面3至截面4作熱力系，燃氣的熱力狀態(tài)不變，穩(wěn)定流動能量方程為,其中， ，,燃氣輪機功率N,2-11流速為500m/s的高速空氣流，突然受阻后停止流動。如滯止過程進行迅速，以致氣流在受阻過程中與外界的熱交換可以忽略不計，問在滯止過程中空氣的焓變化了多少？,解：穩(wěn)定流動能量方