【正文】 第五章 １．閉系里的理想氣體作不可逆絕熱膨脹 12，設(shè)環(huán)境溫度 T0T2，試在Ｔ－Ｓ圖上用面積表示膨脹功和作功能力損失。試在 Pv 圖和 Ts 圖上畫出該可逆循環(huán)。 4．采用兩級級間冷卻的壓氣機，若進口壓力與出口壓力分別為 P1和 P3，則其最有利的中間壓力 P2與 P1和 P3的關(guān)系如何？這樣選取 P2有哪些好處？ 每級耗功相等，每級終溫相同，每級排熱相等。由 dA/A=(M21)dc/c 知， dA0， M1，所以 dc0。 第八章 當進口 空氣流的馬赫數(shù) M＞ 1 時，截面漸縮的管道宜作噴管還是擴壓管？為什么？ 宜作擴壓管。只要有相同的初終態(tài)，熵差就相等。兩過程的吸熱平均溫度有何關(guān)系？ q C Tp p? ? qv=CvΔ T ? C C q qp v p v? ? ? 因為 T2V=T2P ，所以內(nèi)能變化相等 TqST TlnTTTqST TlnTTwvv2 1211ppp2 121? ??? ???? 7．當孤立系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生不可逆變化，其總熵量必然增大。 膨脹到同一終溫，試問這兩個過程的功有何關(guān)系？為什么？ 這兩個過程的功相等，因為理想氣體絕熱過程 的功只與初、終態(tài)溫度有關(guān)可逆功)( 21 TTcuw v ????? ，不可逆 )39。 第二章 １．焓的定義式 h=u+pv 中的 pv 是不是儲存能？為什么？在什么情況下 pv 項會出現(xiàn)在能量方程式中？ PV 不是儲存能，因為推動功 PV 只有在工質(zhì)移動布置時才起作用； PV 項可出現(xiàn)于開口系統(tǒng)的能量方程式中； 3．為什么熱力學能是狀態(tài)參數(shù)？ 1)熱力學能是儲存于物體內(nèi)部的能量； 2)包括內(nèi)動能與 T 有關(guān)，內(nèi)位能與 T， v 有關(guān)，所以u=f(v,T)； 3)由于 u 僅與 v,T 兩個狀態(tài)參數(shù)有關(guān)， u 是狀態(tài)參數(shù)。 6．壓縮蒸汽制冷循環(huán)中，提高制冷系數(shù)ε的方法是 提高蒸發(fā)溫度，降低冷凝溫度 。 9．對蒸汽動力裝置循環(huán)，在相同的初溫和初壓下，若提高背壓，則循環(huán)熱效率將 降低 ，膨脹終態(tài)干度將 增大 。 第十一章 1．當初溫和背壓不變時，若提高初壓， 則蒸汽動力裝置朗肯循環(huán)的熱效率和乏汽的干度將分別 提高和降低 。 14．活塞式內(nèi)燃機混合加熱理想循環(huán)包括 定容加熱 和 定壓加熱 兩個吸熱過程。 6．按燃料著火的方式不同，內(nèi)燃機可分為點燃式 （如汽油機）與 壓燃式 （如柴油機）兩類。 15．對單級活塞式壓縮機，隨著壓縮過程的多變指數(shù) n 增大， 氣體的放熱量 減小 。 7．活塞式壓氣機的壓縮過程可有三種情況，分別為 定溫 壓縮 、 絕熱 壓縮和 多變 (1nk) 壓縮，其中 定溫 壓縮耗功最少。 13．噴管出口速度的計算公式 C2= 21 11 1 211KK P v PPKK? ??[ ( ) ]的適用條件是 可逆過程，理想氣體，定比熱 。 5．當亞音速氣流流經(jīng)漸縮形噴管時，其出口的氣流馬赫數(shù)只 能是 ≤ 1 。 15．在水的定壓加熱過程中，內(nèi)能 增加 ，焓 增加 。 10．汽化潛熱 r 的意義是 在定壓下使 1Kg 飽和液體汽 化為飽和蒸汽所需的熱量 ，其數(shù)值 r= h’’ h’ 或 Ts(S’’ S’) 。 8．在一定壓力下濕蒸氣的焓為 hx ，從蒸汽表中查得 h39。則汽化潛熱 r= h’’ h’ 。 第七章 1．在某一壓力下，若飽和水的焓為 h39。 22．工質(zhì)進行一個不可逆放熱過程，其熵 可增、可減或 不變 (或不能確定 ) 。 14．卡諾循環(huán)是由 兩個可逆等溫過程和兩個可逆絕熱過程 四個過程構(gòu)成。 6．不可能制造出從單一熱源吸熱，使之全部轉(zhuǎn)化為功 而不留下其它任何變化 的熱力發(fā)動機。 9．在 Ts 圖上， 定溫 過程線斜率最小， 絕熱 過程線斜率最大。 2．Ｔ－Ｓ圖上 可逆定壓 過程線下方的面積可代表焓的變化量。 25．對于理想氣體，當過程的初溫和終溫相同時，任何一個過程的焓變化量都等于 零 。 K) 。 10．已知空氣的定壓摩爾比熱為 7Kcal/()，則其定壓質(zhì)量比熱應(yīng)為 KJ/()。 K) 。 16 ．只適用于可逆過程的熱力學第一定律解析式為 q u pdv12? ???或q h vdp? ??? 12 。 8．技術(shù)功 Wt與膨脹功 W 的關(guān)系是 Wt=W+P1V1P2V2 。 26．衡量熱動力循環(huán)的經(jīng)濟性指標是 循環(huán)熱效率η t=W/Q1 。 19．大氣壓力為 Pb，真空度為 Pv，系統(tǒng)絕對壓力 P 應(yīng)該是 P= PbPv 。 11．平衡過程是 整個過程中始終保持熱和力的平衡的過程 。 3．功的正值代表 工質(zhì)膨脹對外作功 。 熱效率η t定義為 循環(huán)凈功與消耗熱量的比值 。 14． 被人為分割出來作為熱力學分析對象的有限物質(zhì)系統(tǒng) 叫做熱力系統(tǒng)。 22．制冷系數(shù)ε定義為 在逆向循環(huán)中，低溫熱源放出的熱量與循環(huán)消耗的凈功之比 。 3．在一個閉口熱力系統(tǒng)中，若工質(zhì)向外放熱 5KJ 且對外作功 5KJ， 則內(nèi)能變化量為 10KJ 。 11．在熱力設(shè)備中，隨工質(zhì)流動而轉(zhuǎn)移的能量等于 h=u+pv 。 第三章 1 ． 某 雙 原 子 理 想 氣 體 的 定 容 比 熱 為 (Kg 6．質(zhì)量熱容 c、摩爾熱容 Cm和體積熱容 C39。 13．已知理想氣體在兩個狀態(tài)下的溫度和比容值 (T1,T2,v1,v2) 則狀態(tài)１至狀態(tài)２的比熵變化Δ S12= ? S C ln TT Rl n vv12 v 21 21? ? 。 K)] 。 28． n 千摩爾理想氣體狀態(tài)方程式為 PV= 。 5．理想氣體自 p v1 可逆膨脹至 p v2，技術(shù)功 wt= )(12211 vpvpn n ??，膨脹功 w= )(11 2211 vpvpn ?? 。 第五章 1．熱力學第二定律的克勞修斯說法為 熱不可能自發(fā)地、不付代價地從低溫物體傳至高溫物體 。 9．工質(zhì)從溫度為 T1的熱源吸熱 Q， 該熱量的作功能力（或稱最大可用能）為 Q(1T0/T1) （設(shè)環(huán)境溫度為 T0）。 17．工質(zhì)經(jīng)歷一個不可逆循環(huán)后，其熵變 等于 0 。 2．在范德瓦爾方程中， (vbm)表示 實際氣體分子本身占據(jù)一定體積 ， a/Vm2 表示 實際氣體分子之間有相互吸引力 。則干度為 x 的濕蒸汽的焓為 hx=h’’x+(1 x)h’ 。 6．在某一壓力下，由飽和水變?yōu)轱柡驼羝麜r，溫度不變 、焓 增大 、熵增大 。值，其干度 x= (hxh’ )/( h’’ h’ ) 。 ， 干飽 和 蒸汽 焓為 h39。 18．在飽和水定壓加熱汽化為干飽和蒸汽的過程中，其溫度是 不變的 。 8．氣體在絕熱管道中流動時，若流速增加，則焓 降低 。 2．若壓縮同量的氣體至同樣的增壓比，有余隙容積時的耗功與無余隙容積時的耗功 相同 。 10．多級壓縮和級間冷卻的主要目的是 節(jié)省耗功、限制壓縮終溫、提高容積效率 。 2．內(nèi)燃機定容加熱理想循環(huán)的壓縮比愈高，其熱效率 愈高 。 9．提高內(nèi)燃機混合加熱理想循環(huán)熱效率的途徑是 提高ε，λ，降低ρ 。 17．提高燃氣輪機裝置循環(huán)功的主要方向是 提高進入燃氣輪機燃氣初溫 T3 。 4．對于蒸汽動力裝置的朗肯循環(huán)，在相同的初壓和背壓下，若提高新汽的 溫度，則熱效率 提高 ，汽輪機中的膨脹終態(tài)干度 增大 。 2．對于逆向卡諾循環(huán)，在一定的環(huán)境溫度下，冷藏庫中的溫度愈低，制冷系數(shù) 愈小 。 第四章 D； C； C； B； D； B； A； D。 4．當雙原子理想氣體經(jīng)歷一個 n= 的壓縮過程，其能量轉(zhuǎn)換關(guān)系如何？ 功和熱量之比等于多少？ q0,Δ u0,W0,W/q=2。 21 TTcuw v ????? 。 10． Pv 圖上兩條定熵線 為什么不可能相交？試根據(jù)熱力學第二定律證明之。 取孤立系，Δ S 孤 =Q(1/T11/T2)，因 T1T2，所以Δ S 孤 0，不能實現(xiàn)。 4．理想氣體流經(jīng)漸縮管道時，在什么條件下起噴管作用？什么條件下起擴壓管作用？為什么？ dAA M dcc? ?( )2 1 dA0 M1 dc/c0，起噴管作用； M1 時， dc0 起擴壓管作用； 5．對于管內(nèi)理想氣體的穩(wěn)定可逆流動，促使流速改變的力學條件如何表達了流速與壓力的關(guān)系？ 由 KM2dC/C= dp/p dc0，所以 dp0。 第九章 １．壓氣機采用多級壓縮和級間冷卻的主要優(yōu)點有哪些？為什么？ 節(jié)省壓縮耗功，限制壓縮終溫，提高容積效率；可由兩級壓縮且級間定壓冷卻的 P－ V 圖和 T－ S 圖分析原因。 四、作圖題 第四章 １．閉系里的雙原子理想氣體進行多變膨脹過程 (1nk)， 試在Ｔ－Ｓ圖上用面積表示該過程的膨脹功。 1nk；吸熱和內(nèi)能降低都轉(zhuǎn)換為對外作功。在Ｔ－Ｓ圖上畫出循環(huán)， 并用面積表示作功能力損失。 先在 T－ S 圖上畫出過程線 1－ 2 和 1－ 2’，由絕熱流過噴管的能量方程知，這兩種流動的出口動能差等于 ( )39。 η tp η tmη tv， T－ S 圖見熱力學 P281 圖 1012； 2．對內(nèi)燃機的三種理想循環(huán)，當初態(tài)、吸熱量和最高壓力相同時，試用 T S 圖比較三種理想循環(huán)熱效率的高低。 η tp η tmη tv 7．對內(nèi)燃機三種理想循環(huán)，當初態(tài)、壓縮比和放熱量相同時，試在 TS 圖上比較三種循環(huán)熱效率的高低。 T－ S 圖見熱力學 P300 圖 11－ 4，將使熱效率增大，排汽干度降低。 T－ S 圖與書圖 116（ a）相同。若在壓縮過程中氣體的內(nèi)能減小 15KJ，則此過程中有多少熱量被氣體吸入或放出？ 壓縮功 W= pdv12?==100KJ 由一律 Q=Δ U+W=115KJ 故放出 115KJ 熱量。 K)；抽去隔板使 A,B 氣體混合并重新達平衡態(tài)， 求平均氣體常數(shù)和混合氣體的溫度。已知： A 中裝有 32Kg,2bar,25 ℃的空氣； B為真空。 Δ u=0， q=q12+q23=， W=W12=q= W12=R(t2t1) 氣體的初溫 t1=312K=39℃ 由定壓過程 1－ 2，定容過程 2－ 3 和狀態(tài)方程得 初壓 P1＝ RT1/v1=，終態(tài)壓力 P3=P1T1/T2=。 6．一千克空氣先不可逆絕熱膨脹到初容積的２倍，再可逆定壓壓縮到初始容積，膨脹功比壓縮過程功多 10KJ，初溫為 T1=800K，定容比熱 Cv=(Kg設(shè)氣體 Cp=(Kg 求終了空氣壓力和放出的熱量，定容比熱 Cv=(Kg T2=T1(V1/V2)K1=293K W12=Δ u12= P2=RT2/V2= W23= W13= 13． 1Kg 氮氣從 v1=，定容冷卻到 40℃，而又定壓加熱到初始溫度，如加熱量比冷卻放熱量大 ，求氣體初始壓力。 K) q=T0Δ S12= 16． 1Kg 空氣， P1=10bar,T1=900K，可逆絕熱膨脹到 P2=1bar，設(shè)比熱為定值， K=，試求⑴終點參數(shù) v2,T2；⑵過程功和技術(shù)功。 由可逆絕熱過程 1－ 2， T2=，由狀態(tài)方程， P3=P2= T3=T2v3/v2= Δ u13=Cv(T3T1)= q123=q23=Cp(T3T2)=(Cv+R)(T3T2)= W123=q123Δ u13=１．在封閉氣缸里 1Kg 氫氣先從 10m3可逆絕熱壓縮到 5m3，然后可逆定壓膨脹至初始容積。 K)，求全過程的功。求熱效率及每 Kg 工質(zhì)的可用能總損失。 K) ， 求該循環(huán)的平均放熱溫度和熱效