哈工大工程熱力學習題答案——楊玉順版-文庫吧在線文庫
【正文】 能的變化； (3) 液體焓的變化。[解]： 根據能量平衡，汽車所消耗的汽油所發(fā)出的熱量等于其車輪軸輸出的功率和通過排汽和水箱散出的熱量之和，即有：※此題目練習能量平衡及能量單位的換算。K）；水的膨脹性可忽略。由于整個系統(tǒng)沒有與外界熱交換而引起的熵流，像這種絕熱閉口系的熵產生等于它的熵增。= kJ/（kg求這一不可逆過程造成的功損和可用能的損失。圖中面積1231即表示這二者之差。例34 壓力為 MPa、溫度為 320 K的壓縮空氣從壓氣機站輸出。每小時由壓縮空氣放出的熱量等于大氣吸收的熱量： 所以 [討論] 從略例35 同例42。[討論] 從略思 考 題1. 自發(fā)過程是不可逆過程，非自發(fā)過程是可逆過程，這樣說對嗎？答：這樣說不對，誠然自發(fā)過程是不可逆過程，但非自發(fā)過程卻并非是可逆過程，而是不可能自發(fā)進行的過程。在這里熱能轉變?yōu)闄C械能是以氣體膨脹為必要的補充條件。答：(1)這種說法有錯誤。當工質的初始和終結態(tài)1和2指定以后，不管中間進行的過程特性如何，熵的變化（）也就完全確定了。已知空氣在定溫吸熱過程中壓力由 8 MPa降為 2 MPa。試計算在下述情況下的t值： (1) 兩熱機輸出的功相同；(2) 兩熱機的熱效率相同。求膨脹后的溫度、壓力及熵增（按定比熱容理想氣體計算）。[解]由題已知條件為冰的質量；冰的溫度； 冰的熔解熱 水的質量；水的溫度 水的比熱第一步：需要求出3kg溫度為的溶解為的水所需要的溶解熱因為是絕熱閉口系，所以所需的溶解熱由20kg,的水供給，所以這時熱水由于傳給冰熱量使它融化而本身溫度下降為由熱量平衡可得：所以 第二步：3kg的涼水和20kg,的熱水混合時，達到熱平衡時設溫度為，則電熱量平衡方程可得： 所以第三步：求整個絕熱系的熵增：1）冰融化時由于不等溫傳熱引起的熵增 2) 3kg的水與20kg的水混合時由不等溫傳熱引起的熵增所以， 310 有二物體質量相同，均為m；比熱容相同，均為cp（比熱容為定值，不隨溫度變化）。[解]可用能就是在給定條件下變化到環(huán)境溫度時的最大有功，考慮鉛塊放熱時溫度下降，屬于變溫有限熱源的做功問題，于是有可用能計算公式為所以 則 將300 ℃的2kg鉛塊投入 5 kg溫度為 50 ℃的水中后，依熱平衡方程可求出平衡溫度為于是則 312 壓力為 MPa、溫度為 20 ℃的壓縮空氣，在膨脹機中絕熱膨脹到 MPa，溫度降為 56 ℃，然后通往冷庫。這時二物體的熵增為[證明](1)可由計算熵增辦法證明。有內摩擦得絕熱膨脹過程與內摩擦得絕熱膨脹過程（等熵過程）在PV和TS圖中的定性表示如下：39 將 3 kg溫度為0℃的冰，投入盛有 20 kg溫度為 50 ℃的水的絕熱容器中。為從熱源吸收的熱量，為向冷源放出的熱量。已知 p1 = p4 = MPa；p2 = p3 = MPa ，試計算各過程的功、熱量及循環(huán)的熱效率。試問熱機每作出 1 kW所以使熱力系熵增的過程未必都是不可逆過程，如等溫吸熱過程是增熵過程，同時又可能是可逆過程。反過來，當閉口系的熵減小時，能肯定它向外放出了熱量。但這時氣體狀態(tài)發(fā)生了變化，比容變大了——這就是條件。該孤立系的熵增等于熵產[式（416）]，它與例42中按開口系計算所得的熵產相同。[解題思路] 可用能的不可逆損失或稱為火用損，一般可以用公式計算，而對不做技術功的流動過程而言。如本例題結果所示。[編題意圖] 主要是為了檢測功損和可用能的損失（即火用損）兩個概念之間的區(qū)別與計算方法。[解題思路] 首先根據熱空氣與涼水間換熱的熱平衡方法求出熱空氣的質量流量，然后再求出由于熱空氣與涼水之間不等溫傳熱和熱空氣與涼水的流動阻力造成的熵產。試求： (1)熱空氣的流量； (2)由于不等溫傳熱和流動阻力造成的熵產。整個加熱混合造成的總熵產由二者相加得到。試確定這些未知值，并計算循環(huán)的凈功w0和凈熱量q0。※ 此題的目的練習使用開口系穩(wěn)定流動的能量方程及其在汽輪機功率計算中的應用和汽輪機有關損失的大致的數量級。過 程熱量Q / kJ膨脹功W / kJ1a210（7）2b1741c2（11）8 [解] ： 關鍵在于確定過程 1－2的熱力學能變化，再根據熱力學能變化的絕對值不隨過程而變，對三個過程而言是相同的，所不同的只是符號有正、負之差，進而則逐過程所缺值可求。要使這個車間的溫度維持不變，問每小時需供給多少kJ的熱量（單位換算關系可查閱附表10和附表11）？[解] ： 為了維持車間里溫度不變，必須滿足能量平衡即所以有 因而 *此題目的練習能量平衡概念及有關能量單位的換算。(3)正確：無摩擦時 ，壓縮時，故消耗外功；有摩擦時，壓縮時，故消耗更多的外功。而對于能量方程來說，其循環(huán)積分：雖然： 但是： 所以： 因此熱量不是狀態(tài)參數。熱力系經歷不同的過程與外界交換的熱量是不同的；而熱力學能指的是熱力系內部大量微觀粒子本身所具有的能量的總合，
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