【正文】 所作的總功。設已知以下各參數(shù)：t1=500℃，v2=，p3＝，v3=。試求該過程的多變指數(shù)，以及每千克氣體所作的功、所吸收的熱量以及內(nèi)能、焓和熵的變化。已知大氣壓力B＝，試問應將空氣的溫度加熱到多少度？空氣的內(nèi)能、焓和熵的變化為多少？解：（1）定容過程（2） 內(nèi)能變化： kJ/kg kJ/()46 6kg空氣由初態(tài)p1＝，t1=30℃，經(jīng)過下列不同的過程膨脹到同一終壓p2＝：（1）定溫過程；（2）定熵過程；（3）指數(shù)為n＝。該過程為：（1）可逆定溫膨脹；（2）向真空自由膨脹?，F(xiàn)以一絕熱容器用帶閥門的管道與它相連，慢慢開啟閥門使空氣從主管道流入容器。3－11 ，與溫度為27℃、壓力為7MPa的壓縮空氣干管相連接，當閥門打開，空氣流進罐內(nèi)，壓力達到5MPa時，把閥門關閉。解：開口系統(tǒng)特征：絕熱充氣過程工質(zhì)：空氣（理想氣體）根據(jù)開口系統(tǒng)能量方程，忽略動能和未能，同時沒有軸功，沒有熱量傳遞。解：熱力系：左邊的空氣系統(tǒng)：整個容器為閉口系統(tǒng)過程特征：絕熱，自由膨脹根據(jù)閉口系統(tǒng)能量方程絕熱自由膨脹W＝0因此ΔU=0對空氣可以看作理想氣體，其內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)，得根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝100kPa39 一個儲氣罐從壓縮空氣總管充氣，總管內(nèi)壓縮空氣參數(shù)恒定，為500 kPa，25℃。過程Q（kJ）W（kJ）ΔE（kJ）1～21100011002～301001003～495009504～505050解：同上題37 解：熱力系：閉口系統(tǒng)，狀態(tài)方程：＝90kJ由狀態(tài)方程得1000＝a*+b200=a*+b解上兩式得：a=800b=1160則功量為＝900kJ過程中傳熱量＝990 kJ3－8 容積由隔板分成兩部分，左邊盛有壓力為600kPa，溫度為27℃的空氣，右邊為真空，容積為左邊5倍。3－5，有一閉口系統(tǒng)，從狀態(tài)1經(jīng)a變化到狀態(tài)2，如圖，又從狀態(tài)2經(jīng)b回到狀態(tài)1；再從狀態(tài)1經(jīng)過c變化到狀態(tài)2。閉口系統(tǒng)根據(jù)閉口系統(tǒng)能量方程因為沒有作功故W=0；熱量來源于人體散熱；內(nèi)能的增加等于人體散熱。解：折合分子量＝氣體常數(shù)＝288容積成分＝％ 1－％＝％標準狀態(tài)下的比容和密度＝ kg /m3＝ m3/kg215 已知天然氣的容積成分。大氣壓力B＝101kPa，問：（1）氣缸中空氣的終溫是多少？（2）終態(tài)的比容是多少？（3）初態(tài)和終態(tài)的密度各是多少？解：熱力系：氣缸和活塞構(gòu)成的區(qū)間。使用理想氣體狀態(tài)方程。應用理想氣體狀態(tài)方程。解：（1）的氣體常數(shù)＝（2）標準狀態(tài)下的比容和密度＝＝（3），℃時的摩爾容積 ＝＝23．把CO2壓送到容積3m3的儲氣罐里，起始表壓力kPa，終了表壓力Mpa，溫度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。試求被壓入的CO2的質(zhì)量。壓送前儲氣罐中CO2的質(zhì)量壓送后儲氣罐中CO2的質(zhì)量根據(jù)題意容積體積不變；R＝ （1） （2） （3） （4）壓入的CO2的質(zhì)量 （5）將（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得m=25當外界為標準狀態(tài)時，一鼓風機每小時可送300 m3的空氣，如外界的溫度增高到27℃，而鼓風機每小時的送風量仍為300 m3，問鼓風機送風量的質(zhì)量改變多少？解：同上題＝26 空氣壓縮機每分鐘自外界吸入溫度為15℃、 m3， m3的儲氣罐內(nèi)。第一種解法：首先求終態(tài)時需要充入的空氣質(zhì)量kg壓縮機每分鐘充入空氣量kg所需時間第二種解法將空氣充入儲氣罐中，；、 。使用理想氣體狀態(tài)方程。試求：（1） 天然氣在標準狀態(tài)下的密度；（2） 各組成氣體在標準狀態(tài)下的分壓力。＝105kJ（1）熱力系：禮堂中的空氣和人。在這個過程中，熱量和功的某些值已知，如表，試確定未知量。將隔板抽出后，空氣迅速膨脹充滿整個容器。充氣開始時，罐內(nèi)空氣參數(shù)為100 kPa，25℃。沒有流出工質(zhì)m2=0dE=dU=(mu)cv2(mu)cv1終態(tài)工質(zhì)為流入的工質(zhì)和原有工質(zhì)和m0= mcv2mcv1mcv2 ucv2 mcv1ucv1=m0h0 (1)h0=cpT0ucv2=cvT2ucv1=cvT1mcv1=mcv2 =代入上式(1)整理得=3－10 供暖用風機連同加熱器，把溫度為℃的冷空氣加熱到溫度為℃，然后送入建筑物的風道內(nèi)，風機軸上的輸入功率為1kW，設整個裝置與外界絕熱。這一過程進行很迅速，可認為絕熱。設（1）容器開始時是真空的；（2）容器裝有一個用彈簧控制的活塞，活塞的位移與施加在活塞上的壓力成正比，而活塞上面的空間是真空，假定彈簧的最初長度是自由長度；（3）容器裝在一個活塞，其上有重物，需要1MPa的壓力舉起它。解：（1）定溫膨脹功7140kJ(2)自由膨脹作功為04－4 質(zhì)量為5kg的氧氣，在30℃溫度下定溫壓縮，問該過程中工質(zhì)吸收或放出多少熱量？輸入或輸出多少功量？內(nèi)能、焓、熵變化各為多少？解：－因為定溫，內(nèi)能變化為0，所以 內(nèi)能、焓變化均為0熵變：－ kJ/K4－5 為了試驗容器的強度。試比較不同過程中空氣對外所作的功，所進行的熱量交換和終態(tài)溫度。解：（1）求多變指數(shù)＝1千克氣體所作的功146kJ/kg吸收的熱量 = kJ/kg內(nèi)能：＝－ kJ/kg焓： － kJ/kg熵：＝90J/()48 1kg理想氣體由初態(tài)按可逆多變過程從400℃降到100℃，壓力降為，已知該過程的膨脹功為200kJ，吸熱量為40 kJ，設比熱為定值，求該氣體的和解：kJ＝533J/()=200 kJ解得：n＝R=327 J/()代入解得：＝533+327=860 J/()49 將空氣從初態(tài)1，t1=20℃,定熵壓縮到它開始時容積的1/3，然后定溫膨脹，經(jīng)過兩個過程，空氣的容積和開始時的容積相等。求（1）3三點的溫度、比容和壓力的值。解： m3/kg MPa369KV2=3V1= m3T3=T2=369KV3=V1= m3 MPa4－12 壓氣機抽吸大氣中的空氣，并將其定溫壓縮至p2＝5MPa。如壓縮按定溫過程進行，問壓氣機所需的理論功率為多少千瓦？若壓縮按定熵過程進行，則所需的理論功率又為多少千瓦？解：定溫：－定熵＝－ KW4－14 ；設空氣所初始溫度為20℃。解：壓縮比為60，故應采用二級壓縮。 解： n=: n=：=n=1： =71當水的溫度t=80℃，、各處于什么狀態(tài)并求出該狀態(tài)下的焓值。7－2已知濕蒸汽的壓力p=1MPa干度x=。解：（1）查200℃的飽和參數(shù)h``＝ h`= kJ/kgv``＝ v`＝。解：p＝ MPa的飽和參數(shù)h``＝2773kJ/kg h`= kJ/kgv``＝ v`＝濕蒸汽的質(zhì)量： m3/kg＝焓：h=mhx＝x(h``+(1x)h`)= =103 kJ76有一臺采暖鍋爐，每小時能生產(chǎn)壓力p＝1 MPa（絕對）、x＝。求每小時需要多少千克蒸汽（視空氣的比熱為定值）。在A中盛有1kg、壓力pA＝ MPa的干飽和蒸汽，B中盛有2kg pB＝1 MPa，x＝。若將此蒸汽再送入某容器中絕熱膨脹至p3=，求此膨脹過程所作的功量。試求（1）若鍋爐的耗煤量B＝1430kg/h，求鍋爐效率；（2）濕蒸汽在過熱器中所吸收的熱量及內(nèi)能的變化量。解：ts=100℃的干飽和蒸汽的焓：h= 20℃水的焓：h0=20*= kJ/kg水的吸熱量：q1=200*()=518520kJ/h煙氣的放熱量：q=864200 kJ/h煙氣量：＝2139kg/h=V=4128 m3/h714濕蒸汽進入干度計前的壓力p1=，經(jīng)節(jié)流后的壓力p2=，溫度t2=130℃。如該濕空氣在壓力不變的情況下，被冷卻為10℃的飽和空氣，求析出的水量。進入加熱器的濕空氣容積為＝10000 m3。解：圖解法略。解：空氣21℃對應的飽和壓力：水蒸氣的分壓力：＝ kPa溫度21℃和相對濕度分別為70％的空氣焓：(a)干空氣的質(zhì)量：空氣的含濕量： (a)空氣的總質(zhì)量：＝ kg空氣的焓值： ＝ kJ88將溫度1＝15℃，1＝60％的空氣200m3加熱到2＝35℃，然后送入到干燥器。解：查表1＝15℃，＝ kPa2＝35℃，＝計算狀態(tài)參數(shù)：1＝15℃，1＝60％時＝ kPa(a)(a)在加熱器中是等濕過程：(a) kJ/kg(a)查圖得濕空氣相對濕度：2＝18％干空氣的質(zhì)量：加熱量：干燥器中是絕熱過程h3=h2= kJ/kg(a)由3＝90％查表得＝(a)吸收的水份：＝89某空調(diào)系統(tǒng)每小時需要c＝21℃，c＝60％的濕空氣12000m3。試求空氣終了時的狀態(tài)參數(shù)dh2。設大氣壓力B＝101325Pa。從塔底進入的濕空氣參數(shù)為溫度15℃，相對濕度50％,塔頂排出的是溫度為30℃的飽和空氣。為保持室內(nèi)溫度2＝27℃及相對濕度2＝40％的要求，向廠房送入濕空氣的溫度1＝19℃，求每小時的送風量為多少千克及廠房的產(chǎn)濕量。求22截面處的噴管截面積。噴管背壓pb= 。滯止溫度：＝滯止壓力：＝ MPa