【文章內(nèi)容簡介】 得到 所以 4－4 解： 對于制冷機 對于熱機4－5 解：理想氣體的內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)，氣體向真空的膨脹過程系統(tǒng)對外不作功，且過程絕熱，系統(tǒng)的內(nèi)能不變，故氣體溫度不變：由得到熱力學(xué)能變化為 熵的變化為46 解： （1）氣體熵變?yōu)? 熱源熵變?yōu)? 總熵變?yōu)? （2）氣體熵變?yōu)? 熱源熵變?yōu)? 總熵變?yōu)? （3）氣體熵變?yōu)? 熱源熵變?yōu)? 總熵變?yōu)?4－7 解： （1）由孤立系統(tǒng)熵增原理： 所以有： （2）總功量為： （3）所以 總熵變?yōu)椋? 4－8 解：選取兩個容器中的氣體為熱力學(xué)系統(tǒng)，過程中系統(tǒng)絕熱且無外功，所以 設(shè)終態(tài)容積分別為, 聯(lián)立求解所以有：左側(cè)氣體熵變：右側(cè)氣體熵變：總熵變?yōu)? 4－9解：把閉口系統(tǒng)和熱源取為研究的熱力學(xué)系統(tǒng)，為孤立系，根據(jù)孤立系統(tǒng)熵增原理：所以該過程是不可能的4－10 解：（1）根據(jù)穩(wěn)定流動方程，煙氣放熱： （2）Q2取最小時，此過程可逆，取煙氣、工質(zhì)和低溫?zé)嵩礊橄到y(tǒng)，此系統(tǒng)為孤立系統(tǒng)，孤立系統(tǒng)的可逆過程熵不變 （3）411 解：此過程為等容過程，所以取空氣和螺旋槳為研究的系統(tǒng)，此系統(tǒng)為孤立系統(tǒng)，假設(shè)空氣為理想氣體，并假設(shè)螺旋槳為功源，過程中熵不變，此孤立系統(tǒng)的熵變等于熵產(chǎn)，所以有：所以做功能力的損失為： 假設(shè)環(huán)境溫度為20度，所以：412 解：根據(jù)溫度流動的過程方程有：所以空氣在壓縮過程中的熵變?yōu)椋核宰龉δ芰Φ膿p失為：413 解：混合后的溫度為： 熵變?yōu)椋? 414 解：依題意： 故制冷機得到的功為： 又 所以415 解：（1）根據(jù)穩(wěn)定流動的過程方程可得： （2）進口處 出口處 （3） 所以壓氣機所需的最小有用功為：（4） 作功能力損失為：416 解：依題意：所以：417 解： （1）冬季 所以 （2）夏季 即 所以 418 解：因為 所以該過程為放熱過程419 解：根據(jù)熱力學(xué)第一定律有：環(huán)境的熵變?yōu)椋哼x取氣缸中的氣體和環(huán)境為研究的熱力學(xué)系統(tǒng)，此系統(tǒng)為孤立系統(tǒng)，其熵變等于熵產(chǎn)所以：第五章思考題1. 熱水泵必須安裝在熱水容器下面距容器有一定高度的地方，而不能安裝在熱水容器上面，為什么？答：保證其壓力。2. 鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣在定溫過程中是否滿足的關(guān)系？為什么？答：不對，因為水蒸氣不能看作是理想氣體，其內(nèi)能不僅是溫度的函數(shù)，還是壓力的函數(shù)，故此定溫過程內(nèi)能是改變的，不等于0。3. 有無0℃或低于0℃的蒸汽存在？有無低于0℃的水存在？為什么？答：有0℃或低于0℃的蒸汽存在，只要壓力足夠低就可能，但是沒有低于0℃的水存在，℃，低于三相點溫度，只可能是固態(tài)或是氣態(tài)。4. 25MPa的水，是否也象1MPa的水那樣經(jīng)歷汽化過程？為什么？答：不可以，故此，當(dāng)壓力高于臨界壓力時，它的汽化不經(jīng)過氣液兩相區(qū)，而是由液相連續(xù)的到達氣相。5. 適用于任何工質(zhì)的定壓過程。水蒸氣定壓汽化過程中dT = 0，由此得出結(jié)論，水定壓汽化時，此結(jié)論是否正確？為什么？答：不正確，因為定壓汽化過程中發(fā)生了相變，上式只適用于不發(fā)生相變的過程。6. 試解釋濕空氣、濕蒸汽、飽和濕空氣。答：濕空氣：含水蒸汽的空氣；濕蒸汽：含有液態(tài)水的水蒸氣；飽和濕空氣：相對濕度為100％的濕空氣。7. 對未飽和濕空氣與飽和濕空氣分別判斷干球溫度、濕球溫度、露點溫度三者的大小。答：未飽和濕空氣：干球溫度濕球溫度露點溫度飽和濕空氣： 干球溫度濕球溫度＝露點溫度8. 在相同的溫度及壓力下，濕空氣與干空氣相比，那個密度大？答：干空氣的密度大。9. 同一地區(qū)陰雨天的大氣壓力為什么比晴朗天氣的大氣壓力低？答：陰雨天相對濕度高，水蒸氣分壓力大。10. 若兩種濕空氣的總壓力和相對濕度相同，問：溫度高的濕空氣含濕量大還是溫度低的濕空氣含濕量大？為什么？答：由，在相同相對濕度的情況下，溫度高，Ps大，所以，溫度高含濕量大。11. 早晨有霧，為什么往往是好天氣？答：早晨有霧，說明濕空氣中含有許多小水滴，濕空氣為飽和濕空氣，當(dāng)溫度逐漸上升后，小水滴逐漸汽化，所以往往是好天氣。習(xí) 題52 解：用水蒸氣表：，所以為濕飽和蒸汽。 查hs圖得到：5－3 解：查表得： 所以： 當(dāng)時，比容仍然為所以為濕飽和蒸汽。 傳出的熱量為： 54 解：查表得： 所以： 時， 所以為濕飽和蒸汽。 傳出的熱量為： 55 解：查表得到：時1 MPa2 MpaMPa(kJ/kg)(kJ/)理想的絕熱過程，熵不變，所以有：,查表得到P2時的參數(shù)：,所以干度為：所以出口乏氣的焓為：根據(jù)穩(wěn)定流動的過程方程，可得：5－6 解：查表并插值得到：, 吸熱量為： 需要媒量為：5－7 解：查表得到： 當(dāng)飽和壓力為時， 所以： 查表得到：當(dāng)時 過熱蒸汽在汽輪機中的理想絕熱膨脹過程，熵不變，所以有： 查圖得到：當(dāng)，時， 所以：5—8 解：查表得到： 當(dāng)飽和壓力為時， 所以： 加熱后為的干飽和蒸汽 吸熱過程為定容過程，所以吸熱量為 所需時間為59 解：MPa、℃的蒸汽處于過熱狀態(tài)，k＝： 所以 查圖表并插值得到：理想絕熱過程熵不變，所以有：查表可得： 所以出口速度為：510 解： 查表得到：時， 所以：511 解：由查表得到： 加熱過程比濕度不變，沿定d線到，在干燥器中經(jīng)歷的是絕熱加濕過程，其焓值近似不變，沿定h線到， 所以干空氣的流量為 濕空氣的流量為 所消耗的熱量為：512 解：由查表得到： 沿定d線到在沿定到得到 析出水量為： 沿定d線到得到 加熱量為：513 解：查表知對應(yīng)的飽和壓力為 對應(yīng)的飽和壓力為 所以514 解：由查表得到： 加入的水蒸氣的量為： 由及得到：515 解：查表知對應(yīng)的飽和壓力為 對應(yīng)的飽和壓力為 所以相對濕度為： 加熱到40oC,絕對濕度不變，查表得到：516 解: 由查表得到: , 所以： 當(dāng)冷卻到300C時,比容仍為,此時為濕蒸汽: 查表得: 總傳熱量為 環(huán)境的熵變?yōu)? 蒸汽熵變?yōu)? 金屬球的熵變?yōu)? 總熵變?yōu)?第六章思考題1. 試畫出簡單蒸汽動力裝置的系統(tǒng)圖、簡單蒸汽動力循環(huán)的pv圖與Ts圖。2. 既然利用抽氣回?zé)峥梢蕴岣哒羝麆恿ρb置循環(huán)的熱效率，能否將全部蒸汽抽出來用于回?zé)?？為什么回?zé)崮芴岣邿嵝剩看穑翰捎没責(zé)岽胧?，雖然對每kg蒸汽來說做功量減少，但抽汽在凝結(jié)時所放出的潛熱卻全部得到的利用，進入鍋爐給水溫度提高了，使每kg工質(zhì)在鍋爐中吸收的熱量大為減少，因此，提高了循環(huán)效率。但抽汽量不是越多越好，是根據(jù)質(zhì)量守恒和能量守恒的原則確定的。3. 蒸汽動力裝置循環(huán)熱效率不高的原因是冷凝器放熱損失太大，如取消冷凝器而用壓縮機將乏氣直接升壓送回鍋爐是否可以？答：乏氣如果是水汽混合的，則不能進行壓縮。如果全部是氣體進行壓縮，則體積流量太大，需要采用大尺寸的機器設(shè)備，是不利的。4. 卡諾循環(huán)優(yōu)于相同溫度范圍的其它循環(huán)，為什么蒸汽動力循環(huán)不采用卡諾循環(huán)？答：與郎肯循環(huán)相同溫限的卡諾循環(huán)，吸熱過程將在氣態(tài)下進行，事實證明氣態(tài)物質(zhì)實現(xiàn)定溫過程是十分困難的，所以過熱蒸汽卡諾循環(huán)至今沒有被采用。那么，能否利用飽和區(qū)（氣液兩相區(qū)）定溫定壓的特性形成飽和區(qū)的卡諾循環(huán)，從原理上看是可能的，但是實施起來，有兩個關(guān)鍵問題，一是，汽輪機出口位于飽和區(qū)干度不高處，濕度太大使得高速運轉(zhuǎn)的汽輪機不能安全運行，同時不可逆損失增大，其二，這樣的卡諾循環(huán)，壓縮過程將在濕蒸汽區(qū)進行，氣液混和工質(zhì)的壓縮會給泵的設(shè)計和制造帶來難以克服的困難，因此迄今蒸汽動力循環(huán)未采用卡諾循環(huán)。 5. 如果柴油機在使用過程中，噴油嘴保養(yǎng)不好，致使燃油霧化不良，燃燒延遲，問此時柴油機的經(jīng)濟性如何？答：燃燒延遲，沒有充分膨脹便開始排氣，這將使熱效率顯著降低，且排氣冒黑煙，這是很不好的。6. 今有兩個內(nèi)燃機的混合加熱循環(huán)，它們的壓縮比、初態(tài)、總的加熱量相同，但兩者的定容升壓比λ不同，（1）請在pv圖與Ts圖上表示出這兩個循環(huán)的相對位置；（2）利用Ts圖定性地比較這兩個循環(huán)的熱效率。7. 燃?xì)廨啓C裝置循環(huán)與內(nèi)燃機循環(huán)相比有何優(yōu)點？為什么前者的熱效率低于后者？答：燃?xì)廨啓C與內(nèi)燃機相比，沒有往復(fù)運動機構(gòu)，可以采用很高的轉(zhuǎn)速，并且可以連續(xù)進氣，因而可以制成大功率的動力裝置。但要保持燃?xì)廨啓C長期安全運行，必須限制燃?xì)膺M燃?xì)廨啓C時的最高溫度，目前為700—800176。C，所以效率比較低。8. 試述動力循環(huán)的共同特點。答：有工質(zhì)在高溫?zé)嵩次鼰?，在低溫?zé)嵩捶艧?，并對外輸出功。?xí)題61 解：①1點：P1=4MPa, t1=400176。C查表得：h1=, s1=() 2點：s2=s1=(), P2=4KPa 查表得：h2=, x =3(4)點：由P3=P2=4KPa 查表得：h3= 吸熱量：q1=h1h3=－= 凈功量：wnet=h1h2=－=熱效率：h===% 干度：x=②1點：由P1=4MPa, t1=550176。C 查表得：h1=, s1=() 2點：由s2=s1=(), P2=4kPa 查表得：h2=, x= 3(4)點：由P3=4kPa, 查表得: h3= 吸熱量：q1=h1－h(huán)3=－= 凈功量：wnet=h1－h(huán)2== 熱效率：h===%干度：x= 62 解： 1點：由P1=13MPa, t1=535176。C 得：h1=, s1=()5點：由s5=s1=(), 得：P5= ，h5=點：由 得：2點：由 ， P2=7KPa 得：h2=，x2=3(4)點：由P3=P2 得：h3=吸熱量：凈功量：熱效率： 63 解： 1點：由P1=6MPa, t1=560176。C 得：h1=, s1=()2點：由s2=s1, P2=6kPa 得：h2=, x=3(4)點：由P3=P2 得：h3=吸熱量 ：q1=h1－h(huán)3=－=凈功量：wnet=h1h2==熱效率：64 解： 1點：由P1=10MPa, t1=400176。C 得：h1=, s1=()a點：由sa=s1, Pa=2MPa 得：ha=2點：由s2=sa,P2= 得：h2=, x=3(4)點：由P3=P2 得：h3=5(6)點：由P5=Pa 得：h5=抽汽量： 熱效率： 軸功：ws=(h1h5) h=() =65 解：（1）循環(huán)熱效率為：（2）1到2為可逆絕熱過程，所以有：2到3為定容吸