【正文】 [解] ： (1)由于液體是不可壓縮的，所以外界對流體所作的功為零： W = 0 (2)由閉口系能量方程：Q ＝ΔU + W 因?yàn)榻^熱， Q ＝ 0又不作功 W = 0所以 ΔU = 0 即液體的熱力學(xué)內(nèi)能沒有變化。 PS為公制馬力的符號，1 PS = 75 kgf?m/s。3. 能量方程 （變大） 與焓的微分式 （變大） 很相像，為什么熱量 q不是狀態(tài)參數(shù)，而焓 h 是狀態(tài)參數(shù)？答：盡管能量方程 與焓的微分式 （變大）似乎相象，但兩者的數(shù)學(xué)本質(zhì)不同，前者不是全微分的形式，而后者是全微分的形式。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(shù)。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(guān)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(xí)能量平衡概念及有關(guān)能量單位的換算?！? 此題的目的練習(xí)使用開口系穩(wěn)定流動的能量方程及其在汽輪機(jī)功率計(jì)算中的應(yīng)用和汽輪機(jī)有關(guān)損失的大致的數(shù)量級。整個加熱混合造成的總熵產(chǎn)由二者相加得到。[解題思路] 首先根據(jù)熱空氣與涼水間換熱的熱平衡方法求出熱空氣的質(zhì)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(chǎn)。如本例題結(jié)果所示。該孤立系的熵增等于熵產(chǎn)[式（416）]，它與例42中按開口系計(jì)算所得的熵產(chǎn)相同。反過來，當(dāng)閉口系的熵減小時，能肯定它向外放出了熱量。試問熱機(jī)每作出 1 kW為從熱源吸收的熱量，為向冷源放出的熱量。這時二物體的熵增為[證明](1)可由計(jì)算熵增辦法證明。[解]由題已知條件為冰的質(zhì)量；冰的溫度； 冰的熔解熱 水的質(zhì)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?yàn)槭墙^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(dá)到熱平衡時設(shè)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(zhì)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）。試計(jì)算在下述情況下的t值： (1) 兩熱機(jī)輸出的功相同；(2) 兩熱機(jī)的熱效率相同。當(dāng)工質(zhì)的初始和終結(jié)態(tài)1和2指定以后，不管中間進(jìn)行的過程特性如何，熵的變化（）也就完全確定了。在這里熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能是以氣體膨脹為必要的補(bǔ)充條件。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。圖中面積1231即表示這二者之差。= kJ/（kgK）；水的膨脹性可忽略。試求： 圖215 (1) 外界對流體所作的功； (2) 液體熱力學(xué)能的變化； (3) 液體焓的變化。車間各工作機(jī)器消耗的動力為 500PS 172。因?yàn)? ， 對閉口系將 代入第一式得 即 。4. 用隔板將絕熱剛性容器分成A、B兩部分（圖213），A部分裝有1 kg氣體，B部分為高度真空。22 某機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時，由于潤滑不良產(chǎn)生摩擦熱，使質(zhì)量為 150 kg的鋼制機(jī)體在 30 min內(nèi)溫度升高 50 ℃。28 一汽車以 45 km/h 的速度行駛，每小時耗油 m3。[求解步驟]設(shè)混合后的溫度為t，則可寫出下列能量方程：即 從而解得 t = 40 ℃ （T = K）電加熱過程引起的熵產(chǎn)為 = kJ / K 混合過程造成的熵產(chǎn)為 總的熵產(chǎn) 由于本例中無熵流（將使用電熱器加熱水看作水內(nèi)部摩擦生熱），根據(jù)式（412）可知，熵產(chǎn)應(yīng)等于熱力系的熵增。[求解步驟](1) 換熱設(shè)備中進(jìn)行的是不作技術(shù)功的穩(wěn)定流動過程。功損可以表示為，而可用能不可逆損失可以表示為。所以，根據(jù)式（437）可知該換熱設(shè)備的可用能損失為若不用熱空氣而用電爐加熱水，則該孤立系的熵增即為水的熵增。因?yàn)槟?，而，所以必須，才能保證，故此時可以肯定閉系外向散熱。h功需從熱源吸取多少熱量？向冷源放出多少熱量？熱機(jī)的熱效率為若干？[編題意圖] 通過習(xí)題41，習(xí)題42和習(xí)題43三個題具體算例驗(yàn)證卡諾定理看出，無論采用什么工質(zhì)（41采用任意介質(zhì)，42采用空氣介質(zhì)，43采用氬氣介質(zhì)）、無論采用怎樣的循環(huán)（41和42種是無回?zé)峥ㄖZ循環(huán)，43中是有回?zé)峥ㄖZ循環(huán)），當(dāng)熱源溫度(T1=1200K)和冷源溫度（T2=300K）取定不變時，三個卡諾循環(huán)有相同的確定不變的循環(huán)熱效率（75%）。因?yàn)閏b為絕熱過程，所以，則循環(huán)熱效率由于這樣就違反了熱力學(xué)第二定律，變成從單一熱源吸收全部變成功了。將熱源、冷源和熱