【正文】 ，并在圖上用面積表示該循環(huán)的凈功。 Δ W=面積 22a782 1234561 為可逆循環(huán)。 第三章 １．在 23℃的倉(cāng)庫(kù)，有一只容積為 ，其表壓力為 150bar。 R=(Kg問(wèn)當(dāng)隔板抽出， A 與 B 連通后，容器中氣體的壓力、溫度、 內(nèi)能的變化及熵變化各為多少？假定整個(gè)容器和環(huán)境絕熱。 4．一千克空氣（可視為雙原子理想氣體）先定壓吸熱后再可逆絕熱膨脹到初溫，定壓吸熱量比可逆絕熱膨脹功多 5KJ，初態(tài)溫度為 300K，初態(tài)比容為 ，求吸熱過(guò)程的終溫和膨脹過(guò)程的終壓（設(shè)空氣的氣體常數(shù)為 287 J/(Kg K)，求膨脹終溫和壓縮終溫。 K),絕熱指數(shù) K=。 K)。（氮?dú)夥肿恿繛?28） 1→ 2→ 3 q=qv+qp==Δ u13+W Δ u13=0 W=Wp=R(T3T2)=R(T1T2) T1=T2+W/R=402K 由狀態(tài)方程： P1= 14．空氣在定容下吸入熱量 ，然后可逆絕熱膨脹到初始溫度。 t2=t1(P2/P1)(K1)/K= V2=(RT2)/P2= w K R T T J? ? ? ? ?1 1 3 12 101 2 5( ) . Wt=KW= 105J 17． 1Kg 空氣在氣缸中膨脹，初態(tài) P1=30bar,t1=227℃，終態(tài)壓力 P2=1bar， 膨脹經(jīng)歷兩個(gè)過(guò)程， 1a 為 n= 的可逆多變過(guò)程， ta=127℃； a2 為可逆絕熱過(guò)程， R=(Kg已知初始溫度為 17℃ ,Cv=(Kg 先求得初壓 P1=，壓縮終壓力 P2=，壓縮終溫 T2=352K，全過(guò)程的功W123=W12+W23=。 放熱量 q2=[+q1/(TH200)](T0+20)=496KJ/Kg，從而熱效率為 %，作功能力損失 I＝T0(q1/TH+q2/T0)=196KJ/Kg； 4．熱機(jī)在熱源 T1=1000K 和冷源 T0=290K 間工作，熱效率為 40%，若從高溫?zé)嵩次崃縌1=100KJ，則作出的循環(huán)功正好用以帶動(dòng)工作于 TH=360K 和 T0 之間的熱泵，設(shè)熱泵 系數(shù)為，求熱泵向 TH的供熱 QH，若 QHQ1， 這是否符合孤立系統(tǒng)的熵增原理？ 熱泵向 TH 的供熱 QH＝ 140KJ，以全部熱源及熱機(jī)、熱泵為孤立系統(tǒng)的熵變化量為，這符合孤立系統(tǒng)的熵增原理。 循環(huán)的平均放熱溫度 ?2 ＝ 510K，熱效率η t=%。 9． 空氣從初態(tài) P1=10bar、 T1=400K，可逆地變化到終態(tài) P2= 4ba。 K)，多變過(guò)程的比熱 Cn= (Kg K)的絕熱過(guò)程。 1)問(wèn)瓶中壓力降低到 P2=70bar 時(shí)， 用去了多少千克空氣？這時(shí)瓶中空氣的溫度是多少度？ 2)過(guò)了一段時(shí)間后， 瓶中空氣從室內(nèi)空氣吸熱，溫度又逐漸升高，最后重新恢復(fù)到 300K，問(wèn)這時(shí)空氣瓶中壓縮空氣的壓力 P2多大？ 1)由絕熱過(guò)程 T2=257K Δ m2=m1m2= 2)P2= ２．已知 溫度為 7℃的氮?dú)庀葟? ，然后在定壓下可逆膨脹到初始容積 ，氮?dú)獾谋葻?Cv=(Kg氣體的初始溫度為 30℃，定容比熱 Cv=() 。 p p vv bar2 1 12 2 3? ? / Δ S12=μ Rln(v2/v1)=(Kmol K)，求全過(guò)程的功。然后空氣定容冷卻到初始溫度。求：氣體質(zhì)量、 壓縮過(guò)程中氣體與外界交換的熱量以及膨脹過(guò)程中氣體的膨脹功。 整個(gè)過(guò)程中空氣的吸熱量 q123=q12+q23=。 K)，求氣體的終態(tài)壓力。 K ２．一隔板將容器分為 A 和 B 兩個(gè)相等的部分。 K) ；PB1=5bar,VB1=,tB1=15℃ ,RB=(Kg ２．設(shè)有一定量的氣體在氣缸內(nèi)被壓縮，容積由 壓縮到 ，壓縮過(guò)程中壓力保持常數(shù) P=1bar。 6．對(duì)蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)，一為理想循環(huán)，一為考慮汽輪機(jī)中存在不可逆損失而進(jìn)行了不可逆絕熱膨脹的實(shí)際循環(huán)，試用 TS 圖表示兩種循環(huán)的循環(huán)功的差值。 T－ S 圖見(jiàn)熱力學(xué) P301 圖 116； 2．當(dāng)蒸汽的初溫和背壓不變而提高初壓時(shí)，試畫(huà)Ｔ－Ｓ圖分析朗肯循環(huán)熱效率和汽輪機(jī)排汽干度的變化。 循環(huán) T－ S 圖與書(shū)圖 1012 相同。 第十章 １．當(dāng)活塞式內(nèi)燃機(jī)的三種理想循環(huán)有相同的初態(tài)、最高 壓力和最高溫度時(shí)，試畫(huà) Ts 圖比較這三種理想循環(huán)熱效率的高低。試在Ｔ－Ｓ圖上用面積表示這兩種流動(dòng) 的出口動(dòng)能之差， 并說(shuō)明畫(huà)圖依據(jù)。 2．理想氣體由初溫 T1可逆等壓吸熱至 T2，再經(jīng)不可逆絕熱膨脹至初溫 (T3=T1)，然后可逆等溫放熱至初態(tài)。 5．在 PV 圖上畫(huà)出工質(zhì)又膨脹、又降溫、又吸熱的多變過(guò)程。 第十一章 １．在蒸汽動(dòng)力裝置中，只要汽輪機(jī)葉片材料允許，為什么要同時(shí)提高過(guò)熱蒸汽的初壓 P1和初溫 t1？ 僅提高 P1能使 ?t 提高，但 x2將降低；只有提高 P1同時(shí)又提高 t1，使 ?t 提高而 x2可在允許范圍內(nèi)。又由 cdc=dh=CpdT， dc0，所以 dT0。 流速增大，流量減??； 3．亞音速空氣定熵流經(jīng)噴管，已知進(jìn)口截面上空氣壓力 P1=7bar， 試問(wèn)當(dāng)出口背壓分別為5bar, 時(shí)，為使氣流充分膨脹，得到最大動(dòng)能，應(yīng)該分別采用什么形狀的噴管？為什么？ 5/7= 取漸縮形 取縮放形。 14．為什么熱量不能自發(fā)地、不負(fù)代價(jià)地從低溫?zé)嵩磦飨蚋邷責(zé)嵩矗? 用反證法，如果熱量能自發(fā)從低溫流向高溫，將違反熱力學(xué)第二定律。 兩物體溫度為 T1， T2(T1T2)，傳熱量為 Q， Δ S 孤 ＝ Q/T1+Q/T2=Q(1/T21/T1)0 8．為什么“熱力系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一個(gè)不可逆過(guò)程后，其熵的變化量無(wú)法計(jì)算”的說(shuō)法是錯(cuò)誤的？那么不可逆過(guò)程的熵變量又應(yīng)該通過(guò)什么途徑來(lái)計(jì)算呢？ 熵是狀態(tài)參數(shù)，熵變量?jī)H決定于熱力系統(tǒng)的初終狀態(tài)，不論過(guò)程可逆與否，與路徑無(wú)關(guān)，由于過(guò)程有 ?S dQT12 12??，故熵變不能通過(guò)不可逆過(guò)程計(jì)算，但可通過(guò)初終態(tài)相同的任意可逆過(guò)程計(jì)算。39。 2 第四章 １．為什么在Ｔ－Ｓ圖上定壓線比定容線平坦些？ 因?yàn)?( / ) /? ?T S T CP p? ,( / ) /? ?T S T Cvv ? ,而且 CpCv； 2．當(dāng)雙原子理想氣體經(jīng)歷一個(gè) n= 的膨脹過(guò)程時(shí)，其能量轉(zhuǎn)換關(guān)系如何？ q0,W0,Δ u0； 3．當(dāng)閉系中的理想氣體進(jìn)行多變膨脹過(guò)程時(shí)，若膨脹功多于吸熱量，則多變指數(shù) n 的取值范圍 如何？為什么？ 多變指數(shù) n 的取值范圍為 1nk，這可由為 w/q=(k1)/(kn)分析之。 二選擇題 第一章 B； D 第二章 C； C 第三章 C； A； B； B； D； C； A； C。 第十二章 1．對(duì)于壓縮空氣制冷循環(huán)，在制冷量相同的條件下，有回?zé)釙r(shí)的增壓比比無(wú)回?zé)釙r(shí)的增壓比小得多 。 3．當(dāng)初溫和初壓不變時(shí)，若降低背壓，則蒸汽動(dòng)力裝置朗肯循環(huán)的熱效率將 提高 。 16．燃?xì)廨啓C(jī)裝置定壓加 熱理想循環(huán)的加熱過(guò)程，溫度自 T2 升至 T3，設(shè)比熱為定值，該循環(huán)的平均吸熱溫度為 (T3T2)/ln(T3/T2) 。 8．內(nèi)燃機(jī)的壓縮比ε是指 壓縮過(guò)程的初態(tài)比容與其終態(tài)比容之比 ，ε越大，熱效率η t越 大 。 第十章 1．活塞式內(nèi)燃機(jī)混合加熱理想循環(huán)的特性參數(shù)有 壓縮比ε 、 定容升壓比λ 、 預(yù)脹比ρ 。 9．采用兩級(jí)壓縮、級(jí)間冷卻的活塞式壓氣機(jī)，為使消耗的總功 最少，中間壓力應(yīng)滿(mǎn)足 各級(jí)增壓比相同 。 第九章 1．對(duì)于活塞式壓氣機(jī)，當(dāng)初態(tài)和壓縮過(guò)程的多變指數(shù)都給定時(shí)，若增壓比提高，則耗功 增加 。 7．工質(zhì)穩(wěn)定流經(jīng)噴管或擴(kuò)壓管時(shí)，不對(duì)設(shè)備作功，略去位能差和熱交換量，其動(dòng)能變化量12 22 12(C C )= h1h2 。 17．飽和水的干度等于 0 ，干飽和蒸汽的干度等于 1 。 12 ． 若 飽和 水 焓 h39。39。 5．當(dāng)濕飽和蒸汽定壓變成干飽和蒸汽時(shí)，熱力學(xué)能將 增大 。39。 第六章 1．壓縮因子是反映 實(shí)際氣體對(duì)理想氣體的偏離程度 的參數(shù)。 16．能量中 可用能 的減少稱(chēng)為能 量的貶值。 8．理想氣體從相同的初態(tài)絕熱膨脹到某一溫度， 不可逆過(guò)程所作的功 等于 可逆過(guò)程所作的功。 11 ． 多 變 過(guò) 程 是 指 整 個(gè) 過(guò) 程 的 每 個(gè) 狀 態(tài) 均 滿(mǎn) 足 PVn=C( 常數(shù) ) 的過(guò)程。 4．在Ｔ－Ｓ圖上，定壓線的斜率 小于 定容線的斜率。 27．理想氣體進(jìn)行一可逆定壓過(guò)程，其吸熱量等于 CpΔ T 。 19 ．若已知某一理想氣體的摩爾質(zhì)量為 M ，則其氣體常數(shù) Rg= [KJ/(Kg 12．理想氣體狀態(tài)方程為 pv=RgT 或 PV=mRgT 。 5．理想氣體實(shí)質(zhì)上是實(shí)際氣體壓力 趨近于零 、比容 趨近于 無(wú)窮大時(shí) 的極限狀態(tài)。 18．功的數(shù)值不僅決定于工質(zhì)的初態(tài)和終態(tài)，而且還和 進(jìn)行的過(guò)程 有關(guān)。 10．工質(zhì)穩(wěn)定流經(jīng)鍋爐、回?zé)崞鞯葻峤粨Q器時(shí)，與外界無(wú)功的作用，略去動(dòng)能差、位能差，1 千克工質(zhì)吸熱量 q= q=h2h1 。 ２．工質(zhì)穩(wěn)定絕熱流經(jīng)噴管時(shí)進(jìn)、出口的焓為 h1 和 h2，若進(jìn)、出口的位能差可忽略不計(jì)，則 1 千克工質(zhì)的動(dòng)能增量為 h1h2 。 2１．在大氣壓力為 1bar 的實(shí)驗(yàn)室里測(cè)量空氣的壓力時(shí)， 若真空表的讀數(shù)為 30000Pa，則空氣的絕對(duì)壓力為 7 104Pa 。 13．系統(tǒng)處于平衡態(tài)通常是指同時(shí)具備了 熱和力 的平衡。 5．循環(huán)中作功與耗功的絕對(duì)值之差等于 循環(huán)凈功 。 4．循環(huán)中各個(gè)過(guò)程功的代數(shù)和等于 循環(huán)凈功 。 １ 2．熱力系統(tǒng)的平衡狀態(tài)是指在 不受外界影響 的條件下，系統(tǒng)的狀態(tài)能夠 始終保持不變 。 20．大氣壓力為 Pb，表壓力為 Pg則系統(tǒng)的絕對(duì)壓力 P= 、 P=Pb+Pg 。 第二章 1．當(dāng) 1 千克工質(zhì)不可逆絕熱地流經(jīng)壓氣機(jī)時(shí) ,若進(jìn)出口的焓分別為 h1和 h2， 則機(jī)器對(duì)工質(zhì)作功為 h h2 1? 。 9．工質(zhì)流經(jīng)汽輪機(jī)和燃汽輪機(jī)時(shí)，位能差、動(dòng)能差和散熱量均可忽略不計(jì)，若進(jìn)出口的比焓分別為 1h 和 2h ，則一千克工質(zhì)對(duì)機(jī)器作功為 h1h2 。 17．推動(dòng)功只有在工質(zhì) 移動(dòng)位置 時(shí)才起作用。 4．在壓力為 P、溫度為 T 的理想氣體混合物中，若第 i 種組成氣體的分容積為 Vi，則其質(zhì)量可表示為 mi=PVi/(RiT) 。 11．理想氣體由某一初態(tài)１，不可逆變化至狀態(tài)２，其焓變量Δ h12= Cpm(T2T1) 。 18．已知理想氣體在兩個(gè)狀態(tài)下的溫度和壓力值 T1,T2,P1,P2，則由狀態(tài) 1 變化至狀態(tài) 2，其熵變量Δ S12= ? S C ln TT R ln PP12 p 21 21? ? 。 26．氣體常數(shù) Rg與摩爾氣體常數(shù) R 的關(guān)系為 Rg= MR/ 。 3．Ｔ－Ｓ圖上可逆定壓線下方的面積可代表 絕熱 過(guò)程的技術(shù)功。 10．理想氣體進(jìn)行一個(gè)吸熱、降溫過(guò)程，其多變指數(shù) n 的范圍是 1nK 。 7．熱不可能 自發(fā)地 、 不付代價(jià)地 從低溫物體傳至高溫物體。 15．若理想氣體由同一初態(tài)分別經(jīng)可逆絕熱膨脹和不可逆絕熱膨脹到相同的終態(tài)壓力，則前者的終態(tài)溫度比后者 低 。 23．理想氣體進(jìn)行定壓吸熱過(guò)程，溫度由 T1 升高到 T2，此過(guò)程的平均吸熱溫度為 T T TTT1 2 121? ?ln 。、飽和蒸汽的焓為 h39。 4． hs 圖上垂直線段的長(zhǎng)度可表示 定壓 過(guò)程的熱量。和 h39。 11．在水的定壓加熱、汽化過(guò)程的Ｔ－Ｓ圖上，下界限線的左側(cè)為 未飽和水 區(qū)，上界限線的右側(cè)為 過(guò)熱蒸汽 區(qū)，兩界限線之間則為 水汽共存的濕蒸汽 區(qū)。 16．水的三相點(diǎn)溫度是 或 ℃ 。 ６．亞音速空氣流經(jīng)漸縮噴管，入口處氣流 P1=5bar， 若要求出口截面上氣流達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲?即 M2=1)，則要求背壓值 P0 ≤