【文章內(nèi)容簡介】 過程 : (1) P2= P1= (MPa) (2) V1/T1= V2/T2，即 (273+27)= V2/(273+135), 得 : V2=(Kg/m3) (3)q=CP ΔT=7R/2M (13527)=〔 7 (2 )〕 108 q=(KJ /Kg) (4)W=P(V2V1)= 106 ()= 104(J /Kg) (5)Wt=0 作業(yè)： 習(xí)題 31 1Kg空氣從相同初態(tài) P1=， t1=27℃ ， 分別經(jīng)定溫和絕熱兩可逆過程膨脹到 P2=，試求兩過程終態(tài)溫度、膨脹功、技術(shù)功和熵變化。設(shè)比熱容為定值。 解 : 定溫和絕熱兩可逆過程在 PV 圖和 TS圖上的過程如圖所示： 定溫過程： （ 1） T2=T1=273+27=300（ K） （ 2）膨脹功 (3)技術(shù)功 Wt=W=(kJ /kg) 2/ 絕熱 2 等溫 2 等溫 2/ 絕熱 1 1 P v T S 0 0 )( 12 kgkJppRTw ?????? )(lnlnlnln121212KkgkJSppRSppRTTcsggp??????????(4)熵變化 絕熱可逆過程 （ 1）由 （ 2）膨脹功 (3) 技術(shù)功 (4) Δ S=0 )(102)(25)(25)(5212112kgkJwTTMRwTTcuuwv??????????????)(287)(27)(27)(212121kgkJwTTMRwTTchhwttpt????????????? T)()( 1212 ??? ?? 得即kkppTT 31 1Kg氧氣先被定熵壓縮到它的容積減小一半，然后在定壓下膨脹到原來的容積。已知 P1=， t1=27℃ ，試畫出 123過程的 pv圖和 Ts圖，并計算 123過程中氧氣與外界交換的熱量、膨脹功和熱力學(xué)能的變化量。 解 : 123過程在 pv圖和 Ts圖 ,如圖所示。 T2/T1= （ V1/ V2） K1，即 T2/300 =,得 : T2=396(K) P2/P1= （ V1/ V2） K，即 : P2/=,得 : P2=(MPa) V2/ V3= T2/T3 ,即 :1/2=396/T3 ,得 : T3=792(K) 1. q123= q12+ q23=0+ CP(T3T2)=7R/2M (T3T2) q123=〔 7 (2 32)〕 (792396)=360 (KJ /Kg) 2. Δu123=u1u2 =CV(T3T2)=5R/2M (T1T2) △ u123=5 (2 32) (792396)=257 (KJ /Kg) 3. W123= q123Δu123=360257=103(KJ /Kg) p v Ts312 321 第 4章 熱力學(xué)第二定律 4 設(shè)有一可逆熱機工作在溫度為 1200K和 300K的兩個恒溫?zé)嵩粗g。試問熱機每作出 1KW h功需從熱源吸收多少熱量？向冷源放出多少熱量？熱機的熱效率為多少？ %7511 120230012 ????? TT?解： (1) 熱機的 (卡諾循環(huán) )熱效率： ? ? )( Jwq ct ????? ?? ? )( 6612 Jwqq ???????4 一卡諾熱機工作在 600℃ 和 20℃ 的兩個恒溫?zé)嵩粗g。設(shè)卡諾機 每分鐘從高溫?zé)嵩次鼰?1000KJ，試求 （ 1）卡諾機的熱效率； （ 2）卡諾機的凈輸出功率為多少 KW？ （ 3）每分鐘向低溫?zé)嵩磁懦臒崃俊? 33 6(kJ)6641000WQ(3) Q11 .07(KW)66 4/60/tWP )(664%(%0120,1010,12,??????????????????凈輸出功率：）由）解：（kJQWQWTTctctct??? 4 兩臺卡諾機串聯(lián)工作。 A熱機工作在 700℃ 和 t之間； B熱機工作在 t和 20℃ 之間。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。 K2931W1Q2Q2WK9733Qt解：（ 1） 因為 1 2 1 2 1 2 3 2 1 3, , , 2所 以W W W Q Q W Q Q W Q Q W? ? ? ? ? ? ? ?又因為 273 273 2023273 700 273tt??? ? ???求得 t≈261℃ C360 793293)973273(21T273170027320273111313????????????ttTWtTT求得：及? ? 2,1,2 ctct ?? ? 4 一卡諾熱機的熱效率為 40％，若它自熱源吸熱 4000kJ/h，而向27℃ 冷源放熱，試求熱源的溫度及循環(huán)凈功。 1600( kJ/h)40%4000Q(2)W 500( K)T /3001%40 )1(ct,101112,???????????? TTTct解：4某熱機在 T1=2023Ｋ的熱源與 T２ =300Ｋ的冷源之間循環(huán)工作，在下列情況下，試根據(jù)卡諾定理判斷該熱機循環(huán)可能否？可逆否？ （ 1） Q１ =2023kJ， W０ =1800kJ；（ 2） Q２ =2023kJ， Q１ =2400kJ； （ 3） Q１ =3000kJ， W０ =2550kJ。 %852023/3001/1 12, ????? TTct?解：卡諾循環(huán)熱效率： 可逆；該熱及循環(huán)不可能，不循環(huán)熱效率： %85%902023/18001/1)1( 10 ?????? QWt?逆；該熱及循環(huán)可能，不可循環(huán)熱效率： %85%)2( 12 ?????? t?；該熱及循環(huán)可能，可逆循環(huán)熱效率： %85%853000/25501/1)3( 10 ?????? Wt? 4 某熱機循環(huán)，以溫度為 300Ｋ的大氣為冷源，以溫度為 180０Ｋ的燃氣為熱源。若在每一循環(huán)中工質(zhì)從熱源吸熱 200KJ，試計算： (1)此熱量中最多可轉(zhuǎn)換成多少功？ (2)如果在吸熱過程工質(zhì)與熱源之間存在 200Ｋ的溫差，在放熱過程中工質(zhì)與冷源之間存在 20Ｋ的溫差，則該熱量中最多可轉(zhuǎn)換成多少功？此時的熱效率是多少？ (3)如果循環(huán)中，不僅存在上述的有溫差的傳熱，并且由于摩擦還使循環(huán)的功減少 40kJ，此時的熱效率是多少？ %, ????? TTct?解：卡諾循環(huán)熱效率： 160 (kJ)80%200Q39。W %801139。)2(c39。t,10160032039。, 12????????????最多可轉(zhuǎn)換的功：等效循環(huán)熱效率： TTct166 .7(kJ)%200QW)1( ct,10 ????? ?最多可轉(zhuǎn)換的功： %60139。39。 )(200Q(kJ)。202306014039。W39。39。W)3(20012039。39。,1001??????????QWctkJ?等效循環(huán)熱效率： 4 某可逆熱機工作于 1400K的高溫?zé)嵩春?300K的低溫?zé)嵩粗g，循環(huán)中工質(zhì)從高溫?zé)嵩次鼰?5000KJ。求 （１）高溫?zé)嵩础⒌蜏責(zé)嵩吹撵刈兓浚? （２）由兩個熱源和熱機等組成的孤立系統(tǒng)的總熵變化量。 )(3930% %,1212,kJTTctct????????????：工質(zhì)向冷源放出的熱量解：卡諾循環(huán)熱效率：)/()(5000)()1( 1400 111 1 KgKKJQS T ????????高溫?zé)嵩挫氐淖兓浚?)/()(5000)( 300 1122 KgKKJQS T ???????低溫?zé)嵩挫氐淖兓浚?)/()()(S )2(211211si,KgKKJSSSSTTEIHsi?????????????總熵的變化量： 48 有一可逆熱機，工作在溫度為 600℃ 和 30℃ 的熱源和冷源之間。循環(huán)吸熱量 Q1=3000ＫＪ。試求： （１） 循環(huán)凈功； （２） 冷源吸熱量及熵變； （３） 如果由于絕熱膨脹過程中存在不了逆因素，使孤立系統(tǒng)的總熵增加，求冷源多吸收了多少熱量？循環(huán)少作多少功？ %, ????? TTct?解：卡諾循環(huán)熱效率： (kJ)%560003QW)1( ct,10 ????? ?循環(huán)凈功： (kJ)041119593000W(2)012 ???冷源吸熱量： )/()(1041)( 303 11 2 KgKKJQS TL ?????冷源熵的變化量： 。循環(huán)少做的功：冷源多吸收熱量： (kJ)(3) ,239。L ????? siS 第５章 水 蒸 汽 5 給水泵進口處的水溫為 160℃ ， 為防止水泵中水汽化，此處壓力最小應(yīng)維持多少？ 答： 查飽和水與飽和蒸汽的熱力性質(zhì)表知， 160℃ 水溫所對應(yīng)的飽和水絕對壓力為： P=(即應(yīng)維持的最小絕對壓力 )，則對應(yīng)的最小表壓力 (即相對壓力 )Pg=PPb== MPa 52 已知水蒸汽 P=， v=,問這是什么狀態(tài) ?并用 水蒸汽表求其它參數(shù) ? ∴ 該 水蒸汽是濕蒸汽。其它參數(shù)： 干度： hx=x h+（ 1x） h’=+()=(KJ/kg) S x=x s”+(1x)s’=+()=(KJ/kg K) 答： 查飽和水與飽和蒸汽的熱力性質(zhì)表知： P= MPa所對應(yīng)的飽和參數(shù)為： 39