【正文】 5(=) 。 14．在管內(nèi) 穩(wěn)定的絕熱流動(dòng)過(guò)程中，若不計(jì)位能，則任一截面上的焓與動(dòng)能之和 保持不變 。 8．活塞式壓氣機(jī)，當(dāng)初態(tài)和增壓比一定時(shí)， 定溫壓縮 過(guò)程耗功最少， 絕熱壓縮 過(guò)程耗功最多。 16．對(duì)單級(jí)活塞式壓縮機(jī)，隨著壓縮過(guò)程的多變指數(shù) n 增大， 壓縮后氣體的終溫 提高 。 7．在內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)中，初始溫度 t1=27℃，壓縮比ε =10 ， 壓縮后的溫度 t2= 480 ℃。 15．活塞式內(nèi)燃機(jī)混合加熱理想循環(huán)的熱效率η t 隨 壓縮比ε 和 定容升壓比λ 兩者的增大而增大，隨 預(yù)脹比ρ 的增大而減小。 2．當(dāng)初壓和背壓不變時(shí)，若提高初溫， 則蒸汽動(dòng)力裝置朗肯循環(huán)的熱效率將 提高 。 10．蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)凈功等于 汽輪機(jī)作功 和 給水泵耗功 之差。 7．壓縮空氣制冷循環(huán)的制冷系數(shù)隨著循環(huán)增壓比增大而 減小 。 第三章 １．為什么理想氣體的定壓比熱僅與溫度有關(guān)？ 因?yàn)?Cp=dh/dT， h=u+pv=u+RT， u=f(T)；所以，定壓比熱僅與溫度有關(guān)。(39。以孤立系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生 有溫差的傳熱過(guò)程為例，簡(jiǎn)單說(shuō)明之。 13．為什么單熱源熱機(jī)不能實(shí)現(xiàn)？（試用孤立系統(tǒng)的熵增原理進(jìn)行分析） 如單熱源熱機(jī)能實(shí)現(xiàn)則從高溫?zé)嵩次M(jìn)熱量 Q1 全部變?yōu)楣Γ?Q1=W0，取 孤立系Δ S 孤=Q1/T1=W/T10，不能實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橛蓭缀螚l件知：當(dāng) dA＜ 0、 M＞ 0 時(shí)， dc＜ 0，再由幾何條件知 dp＞ 0； 2．亞音速空氣流過(guò)漸縮噴管，初壓 P1=10bar，背壓 Pb=1bar，如其余條件都不變，只提高初溫，則出口流速、流量將如何改變？為什么？ C2=Ccr T1增大， C2增大 qmax， T1增大， qmax下降。 又由 (1/K)dp/p=M2dc/c，dc0， dq0。 p p p2 1 3? 第十章 １．內(nèi)燃機(jī)混合加熱理想循環(huán)有哪 些特性參數(shù)？它們對(duì)循環(huán)熱效率影響如何？ ε =v2/v1，λ =P3/P2，ρ =v4/v3 提高ε、λ和降低ρ可使η t提高。 根據(jù)四個(gè)基本熱力過(guò)程來(lái)構(gòu)成循環(huán)。 在 T－ S 圖上先畫(huà)出定熵膨脹過(guò)程 1－ 3 和不可逆絕熱膨脹過(guò)程 1－ 2，且兩過(guò)程的終態(tài)比容相等，則作功能力損失 I=T0(S2S3)。若 P2=P239。 節(jié)省的耗功見(jiàn)熱力學(xué) P261 圖 95(b)中的陰影面積； 3．當(dāng)初態(tài)與增壓比相同時(shí)，試在 Ts 圖上表示兩級(jí)壓縮級(jí)間冷卻比不分級(jí)壓縮少耗的功。 與《工程熱力學(xué)》一書(shū)圖 1012(P281)相同； η tp η tmη tv 6．對(duì)活塞式內(nèi)燃機(jī)的三種理想循環(huán)，當(dāng)初 態(tài)、最高溫度和放熱量相同時(shí)，試在 TS 圖上比較這三種循環(huán)熱效率的高低。 第十一章 １．試畫(huà)Ｔ－Ｓ圖比較簡(jiǎn)單蒸汽動(dòng)力裝置的理想循環(huán)（即朗肯 循環(huán)）熱效率 與只考慮汽輪機(jī)中摩阻損耗的實(shí)際循環(huán)熱效率的高低。 見(jiàn)熱力學(xué)書(shū) P301 圖 116（ b）。 Wc= Wt==W+P1v1P2v2=252KJ。 3．有一絕熱剛性容器，中間被融板分為 A,B 兩部分 ， A,B 裝有不同種類的PA1=4bar,VA1=,tA1=15 ℃ ,RA=(Kg K 3)R=CpCv= 空氣的終壓 P2=1bar，吸熱量 Q=W=； 3．一千克理想氣體先定壓吸熱再定容冷卻到初溫，吸熱時(shí)氣體得到的熱量比它冷卻時(shí)放出的熱量多 ，氣體的初態(tài)比容為 ， 全過(guò)程的最高溫度為 523K，氣體常數(shù)R=(Kg K)，求上述整個(gè)過(guò)程中空氣的吸熱量。 絕熱膨脹功 Ws=，定溫壓縮過(guò)程的功 WT＝－ ； 8．將氣缸中溫度為 20℃、壓力為 1bar 的 理想氣體可逆定溫地壓縮到 5bar，然后又可逆絕熱地膨脹到初始容積。此時(shí)， 消耗于壓縮空氣的功為 150KJ。 K)) T qc Tpp2 1 440? ? ?℃；由可逆絕熱過(guò)程 P3＝ Δ u13＝ 0； W=Wp+Ws=R(T2T1)=Cp(T2T1)+Cv(T2T1)= 或 W13+Δ u13＝ q13 q12=q13 W=12． 1Kg 氫氣先從 8m3 定熵壓縮到 5m3 ，然后可逆定壓膨脹到初容積，若初 溫t1=30℃ ,Cv=(Kg求終壓 P2，氣體的吸熱量和熵變。 K)，求膨脹終了時(shí)氣體的壓力？ P2(V1V2)=90 P2= 105Pa P3= 105Pa １． 1Kg 氫氣從 8m3可逆絕熱壓縮到 5m3，然后定壓膨脹到初容積， 求全過(guò)程的內(nèi)能變化量、功與熱量以及終態(tài)壓力和溫度。 K)。 平均吸熱溫度等于 ，放熱量為 ，熱效率為 %，作功能力損失為30KJ/Kg； 3．工質(zhì)在熱源 TH=1000K 和冷源 T0（即環(huán)境溫度） =300K 之間進(jìn)行熱動(dòng)力循環(huán)，每 Kg 工質(zhì)從熱源吸熱 1000KJ，工質(zhì)吸熱時(shí)與熱源有 200K 的溫差，工 質(zhì)放熱時(shí)與冷源有 20K 的溫差，工質(zhì)的膨脹過(guò)程是可逆絕熱的，工質(zhì)的壓縮過(guò)程是熵增為 (Kg設(shè) t1=527℃， t3=27℃，過(guò)程１－２的熵增為(Kg 由Δ S31+Δ S12=Cvln(T2/T3)求得 T3=435K，從而放熱量 q2=Cv(T2T3)=，熱效率為%。 8．一千克空氣先進(jìn)行可逆定溫吸熱過(guò)程 12，再進(jìn)行可逆定容放熱過(guò)程 23，最后經(jīng)不可逆絕熱壓縮過(guò)程 31 回到初態(tài)。 5．可逆機(jī)Ｅ與 TA=420K、 TB=630K、 TC=840K 三個(gè)熱源都有熱交換， 當(dāng)熱源 TC 放熱 1260KJ時(shí)，Ｅ有循環(huán)凈功 210KJ，求此時(shí)熱源 TB與工質(zhì)的換熱量，并指出熱源 TB是吸熱還是放熱。 第五章 １．某熱機(jī)工作于高溫?zé)嵩?T1= 2020K 和低溫?zé)嵩?T2= 300K 之間， 循環(huán)功凈為 1500KJ，工質(zhì)向低溫?zé)嵩捶艧釣?500KJ， 求該熱機(jī)的熱效率及同溫限間卡諾循環(huán)的熱效率，并問(wèn)該熱機(jī)是否可逆？ η t ＝ 75％；η K ＝ 85％，該熱機(jī)是不可逆的； ２．一千克空氣先進(jìn)行可逆定壓吸熱過(guò)程１－ ２， 再進(jìn)行不可逆絕熱過(guò)程２－３，最后經(jīng)可逆等溫過(guò)程回到初態(tài)。 K)，求全過(guò)程的功和熱量。 K)，求全過(guò)程的膨脹功。初態(tài) t1= 30℃ ,P1= 10bar 。 Δ U13=0 Q123=Q23=mCv(T3T2) Q123=W12=Q23 mCv(T3T2)=Q23=W12 T1=T3=158K Q13=Q23=150KJ 由定容過(guò)程 2－ 3 得 P3= 11．空氣先在定壓下吸入熱 ，然后可逆絕熱膨脹到初始溫度，初態(tài)t1=30℃ ,P1=10bar。 氣體質(zhì)量為 ，定溫壓縮的熱量 QT＝－ ，可逆絕熱膨脹功 WS=。 由于膨脹功比壓縮過(guò)程功多 10KJ，所以可求得膨脹終溫 T2＝ ，由定壓過(guò)程 2－ 3得 T3＝ 。 K)）。 (1)Q=Δ U+W Q=0, W=0 故Δ U=0 T1=T2=298K Δ S12= mRI n VV 5 76K J K21 ? ? ? PVRT P VRT1 11 2 22? 由于 T1=T2 ? ? ?P P VV bar2 1 12 1 (2)I=T0Δ S= ２． 裝有某種理想氣體的絕熱剛性容器被隔板分為Ａ、 Ｂ兩個(gè)部分， 已知： PA=1bar, VA=2m3, tA=27℃ , PB=2bar, VB=1m3, tB=127℃，當(dāng)抽去隔板 后， 求氣體的平衡溫度和平衡壓力。 K) T2=288K 5．有一種理想氣體，初始時(shí)， P1=500KPa,V1=， 經(jīng)過(guò)某種狀態(tài)變化過(guò)程，終態(tài)P2=160KPa,V2=，過(guò)程中焓值變化量為Δ H=60KJ。 領(lǐng)來(lái)車間后長(zhǎng)期未使用。 12a34561 為不可逆循環(huán)。 類似工程熱力學(xué)圖 111(P297)。 由圖知， q1vq1mq1p q2v=q2m=q2p 由熱效率公式，所以η tvη tmη tp 8．在Ｔ－Ｓ圖上比較初態(tài)相同， 吸熱量和最高溫度相同時(shí)，內(nèi)燃機(jī)三種理想循環(huán)熱效率的高低。 由圖知， q1P=q1m=q1v, q2vq2mq2p，由熱效率公式，所以η tpη tmη tv。 2．理想氣體穩(wěn)定流經(jīng)噴管時(shí)向外放熱，試在 Ts 圖上用面積定性表示每千克氣體的動(dòng)能增量。 在 hs 圖上表示水蒸汽的定壓冷卻過(guò)程見(jiàn)熱力學(xué) P224 圖 79。 由 T－ S 圖知，Δ u0， W0， q0。 2．在Ｐ－Ｖ、Ｔ－Ｓ圖上畫(huà)出理想氣體（雙原子）受壓縮，升溫又放熱的多變過(guò)程，指出其多變指數(shù) n 的范圍，并說(shuō)明能量轉(zhuǎn)換關(guān)系。 3．活塞式壓氣機(jī)在何種情況下要采用多級(jí)壓縮？分析采用多級(jí)壓縮、 級(jí)間冷卻方法的優(yōu)劣。 7．亞音速氣流流過(guò)漸縮噴管，背壓低于臨界壓力，若初溫 t1提高，而其它條件不變，則出口速度、壓力和流量有何變化？為什么？ 背壓低于臨界壓力，出口達(dá)到臨界狀態(tài) P2＝ Pcr不變 C2=Ccr T1增 大， C2增大 mmax， T1增大， mmax下降。 １．何謂正向循環(huán)與逆向循環(huán)？這兩種循環(huán)所產(chǎn)生的效果有何不同？逆向循環(huán)與可逆循環(huán)又有何區(qū)別？ 正向循環(huán)是將高溫?zé)嵩捶懦鰺崃康囊徊糠洲D(zhuǎn)化為功的循環(huán)；逆向循環(huán)是消耗一定量的機(jī)械能使熱能從低溫?zé)嵩磦髦粮邷責(zé)嵩吹难h(huán)；可逆循環(huán)是全部由可逆過(guò)程組成的循環(huán)。 11．“不可逆過(guò)程的熵差無(wú)法計(jì)算”，該說(shuō)法對(duì)不對(duì)？為什么？ 不對(duì)，熵是狀態(tài)參數(shù)，與過(guò)程無(wú)關(guān)。 4．為什么說(shuō)“工質(zhì)經(jīng)過(guò)一個(gè)絕熱過(guò)程其熵變量只能是大于或等于零，而經(jīng)過(guò)一個(gè)放熱過(guò)程其熵可增可減或不變”？ 由 ds≥ dq/T，絕熱 dq=0，所以 ds≥ 0 放熱 dq0， T0，所以 dq/T0，所以滿足 ds≥ dq/T ，可有 ds0， ds=0， ds0。 6．理想氣體膨脹時(shí)是否必須吸熱？被壓縮時(shí)是否必須向外界放熱？為什么？ 不一定，根據(jù) q=Δ u+w 說(shuō)明； 7．空氣進(jìn)行多變比熱 Cn0 的放 熱過(guò)程時(shí)，能量轉(zhuǎn)換關(guān)系如何？ 由 Cn n kn Cv? ?? ?1 0知 1nk Δ u0， q0， w0 第五章 １．借助逆向循環(huán)可使熱量從低溫物體傳到高溫物體，這與熱力學(xué)第二定律 的克勞修斯說(shuō)法是否矛盾？為什么？ 不矛盾。 1 A； 1 A； 1 B；1 B； 1 A； 1 A； 1 B； 1 C； 1 D； B； 2 D； 2 A； 2 A； 2 A； 2C。 4．用壓縮蒸汽制冷循環(huán)供暖，工質(zhì)進(jìn)、出壓縮機(jī)時(shí)的焓為 h h2，工質(zhì)流出冷凝器時(shí)的焓為 h4，則熱泵系數(shù)ε 39。 6．當(dāng)忽略水泵功時(shí)，朗肯循環(huán)熱效率的近似式 η t=(h1h2)/(h1h2’) 。 19．燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)凈功等于 燃?xì)廨啓C(jī) 作功與壓氣機(jī) 耗功之差。 11．活塞式內(nèi)燃機(jī)定容加熱理想循環(huán) ，熱效率表達(dá)式為 ? ?t K? ? ?1 1 1 。 3．在初態(tài)、壓縮比、吸熱量相同的條件下，內(nèi)燃機(jī)的定容加熱理想循環(huán)的熱效率 等于 定壓加熱理想循環(huán)的熱效率。 12．活塞式壓氣機(jī)，當(dāng)初態(tài)和增壓比一定時(shí)，隨著多變指數(shù) n 減小， 壓縮的耗功 減小 。 ４．活塞式壓氣機(jī)采用兩級(jí)壓縮級(jí)間冷卻時(shí)，最有利的中間壓力是 使兩個(gè)氣缸中所消耗的總功為最少的壓力 。 10．理想氣體穩(wěn)定流過(guò)漸縮噴管，背壓等于臨界壓力，若降低背壓，則噴管的出口壓力將 不變 。 2．氣流通過(guò)擴(kuò)壓管時(shí)，壓力 升高 ，流速 降低 ，若來(lái)流馬赫數(shù) M1， 管道截面應(yīng)為 漸縮 形狀。 ，干 度 為 x 的 濕飽 和 蒸汽 焓 為 xh’’+(1 x)h’ 。 和 v39。=，v39。 ３．在某一壓力下，若飽和水與飽和蒸汽的焓分別為 h39。 ４．范德瓦爾方程為 (P+a/Vm2)(Vmb)=RT ，該方程考慮了氣體分子本身所占的體積 和 分子間的相互作用力 所產(chǎn)生的影響。 19．孤立系統(tǒng)的熵增原理是 孤立系統(tǒng)的熵只能增大或不變，不能減小 。 11．卡諾循環(huán)熱效率僅與 吸熱溫度 和 放熱溫度 有關(guān)。 ３．某熱機(jī)Ｅ從 600K 的高溫?zé)嵩?TH吸熱 1000KJ，向 300K 的低溫?zé)嵩?TL放熱，熱效率為 40%，由計(jì)算可得∮ dQ/T= 1/3 KJ/K， 由 E、 TH、 TL 組成孤立系統(tǒng)的熵變