《工程熱力學(xué)習(xí)題(共9頁(yè)).doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《工程熱力學(xué)習(xí)題(共9頁(yè)).doc（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上空氣加熱器從溫度為90的恒溫?zé)嵩次鼰幔瑢⒖諝庥森h(huán)境溫度10加熱到50，試計(jì)算單位質(zhì)量空氣的吸熱量、熵增值及作功能力損失。已知空氣的。解：空氣吸熱量： 熵增值： 作功能力損失：有人聲稱設(shè)計(jì)了一整套換熱設(shè)備，可將65的熱水的20%變成100的高溫水，其余的80%熱水由于將熱量傳給溫度為15的大氣，最終水溫也降到了15。你認(rèn)為這種方案在熱力學(xué)原理上能不能實(shí)現(xiàn)，為什么？如能實(shí)現(xiàn)，那么將65熱水變成100高溫水的極限比率為多少？解：取整套熱設(shè)備為熱力系，大氣為環(huán)境。設(shè)，。水的質(zhì)量為。根據(jù)熱力學(xué)第二定律有 可見(jiàn)該方案在熱力學(xué)原理上是能實(shí)現(xiàn)的。 根據(jù)可求得極限比率 解得 某一絕熱剛

2、性容器，用隔板將其分為容積相等的A、B兩部分，每一部分容積均為0.1m3。pA=0.4MPa，tA=40；pB=0.2MPa，tB=20，當(dāng)抽去隔板后空氣均勻混合而達(dá)到熱力平衡，求混合過(guò)程引起空氣熵的變化。解：取整個(gè)容器中的氣體為研究對(duì)象，根據(jù)閉口系統(tǒng)能量方程此處Q=0，W=0，則，即： 在高溫?zé)嵩碩1=2000K及低溫冷源T2=600K間進(jìn)行不可逆卡諾循環(huán)，若在吸熱和放熱中均存在60K的溫差，其余傳熱過(guò)程為可逆，試求：(1)循環(huán)熱效率；(2)若熱源放出熱量Q1=1000kJ，問(wèn)其作功能力損失為多少？解：（1） （2） 作功能力損失：空氣的初態(tài)為p1=150kPa，t1=27，今壓縮2kg空氣

3、，使其容積為原來(lái)的。若分別進(jìn)行可逆定溫壓縮和可逆絕熱壓縮，求這兩種情況下的終態(tài)參數(shù)，過(guò)程熱量、功量以及內(nèi)能的變化。（空氣：=1.004kJ/(kgK)，R=0.287kJ/(kgK)）解：1、定溫壓縮過(guò)程時(shí)：據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：可知初狀態(tài)下體積：據(jù)： ，定溫過(guò)程，即，且 因此有即定溫壓縮終態(tài)參數(shù)為：，等溫過(guò)程，內(nèi)能變化為零，即：壓縮功：據(jù)熱力學(xué)第一定律：該過(guò)程放出熱量：（2）、可逆絕熱壓縮過(guò)程：同樣可知：據(jù)絕熱過(guò)程方程式：據(jù)：，可知：即可逆絕熱壓縮終態(tài)參數(shù)為：，因?yàn)樵撨^(guò)程為可逆絕熱壓縮，因此：kJ內(nèi)能變化為：過(guò)程的壓縮功為：一熱機(jī)在每個(gè)循環(huán)中從327的高溫?zé)嵩次盏臒崃亢涂赡娴叵?7的低溫?zé)嵩?/p>

4、排熱，假設(shè)按(1)；(2)；(3)三個(gè)數(shù)值排熱，請(qǐng)計(jì)算證明，在這三種情況中，哪個(gè)是不可逆的、哪個(gè)可逆的、哪個(gè)是不可能的？并對(duì)不可逆循環(huán)計(jì)算及其不可逆損失，大氣環(huán)境溫度解：（一）采用孤立系統(tǒng)熵增原理證明 (1) ，可逆 (2) ，不可逆，不可能 (4) （二）采用卡諾定理證明 (1) 可逆 (2) ，不可逆 (3) ，不可能 (4) （三）采用克勞修斯積分計(jì)算證明 (1)，可逆 (2),不可逆 (3)，不可能 (4) 理想氣體逆向循環(huán)1-2-3-1。其中1-2為絕熱膨脹過(guò)程，2-3為等壓吸熱過(guò)程，3-1為等溫放熱過(guò)程。已知點(diǎn)1的溫度T1 =1500K ，壓力 p1 =0.1MPa；點(diǎn)2的溫度T2

5、 =300K。如果循環(huán)中的工質(zhì)為1kg空氣，其定壓比熱cp =1.01kJ/(kgK) ，k=1.4 。求：（ 1 ）做出該循環(huán)的 p-v 圖及 T-s 圖；（ 2 ）求該循環(huán)的制冷系數(shù)。解：( 1 )該循環(huán)的 p-v 圖及 T-s 圖如下：（ 2 ）循環(huán)的制冷系數(shù) 2質(zhì)量某種理想氣體按可逆多變過(guò)程膨脹到原有體積的三倍，溫度從300降到60，膨脹過(guò)程種作功418.68，吸熱83.736。求該氣體的比定壓熱容和比定容熱容。解：多變過(guò)程中有： 所以本題 按定質(zhì)量系能量方程 故 有一氣缸經(jīng)閥門(mén)與主管道（空氣狀態(tài)為p0=0.6MPa，t0=100）相連接，在活塞及重物作用下，氣缸內(nèi)有p1=0.2MPa，t1=40的空氣0.01m3。打開(kāi)閥門(mén)后，主管向氣缸充氣。當(dāng)氣缸容積達(dá)到0.02m3時(shí)關(guān)閉閥門(mén)，求氣缸內(nèi)空氣的最終溫度和充氣量。（氣缸絕熱） 閥門(mén)主管0.6MPa,100選擇氣缸為研究對(duì)象，為開(kāi)口系統(tǒng)。根據(jù)開(kāi)口系統(tǒng)能量守恒方程式，簡(jiǎn)化得：進(jìn)入氣缸氣體的焓一部分用于增加系統(tǒng)的內(nèi)能，一部分對(duì)外作功，即： 專心-專注-專業(yè)