工程熱力學(xué)第四版課后思考題答案-資料下載頁
2025-06-05 21:13本頁面
【正文】 利用dH方程式，即式（545）。由于焓是一種狀態(tài)參數(shù)，所以dH為全微分，因而dH的線積分只是端態(tài)的函數(shù)，與路徑無關(guān)。這樣就可以在兩個端態(tài)之間選擇任意一個過程或幾個過程的組合。兩種簡單的組合示于圖(5)中。 對于圖(5)中由線0aA所描述的過程組合，將式(545)先在等壓p0下由T0積分到T，隨后在等溫T下由p0積分到p，其結(jié)果為：將上兩式相加，就可得到： (547) 對于0bA的過程組合，將式(545)先在等溫T0下由p0積分到p，隨后在等壓p下由T0積分到T，由這種組合可以得到： (548)式(547)需要在p0壓力下特定溫度范圍內(nèi)的cp數(shù)據(jù)，而式(548)則需要較高壓力p時的cp數(shù)據(jù)。由于比熱的測量相對地在低壓下更易進(jìn)行，所以選式(547)更為合適。12. 試導(dǎo)出以T、p及p、v為獨(dú)立變量的du方程及以T、v及p、v為獨(dú)立變量的dh方程。13. 答：由于熱力學(xué)能、焓、熵都是狀態(tài)參數(shù)，其變化與過程無關(guān)，所以其結(jié)果也可以用于不可逆過程。14. 答： ，100℃水的比體積v=；，110℃時v= m3/kg；1Mpa，100℃時v=。187。= J/(kgK)15. 答： 一般物質(zhì)的相圖中，液固平衡曲線的斜率為正值，壓力越高，平衡溫度（相變溫度）越高。水的相圖中，液固平衡曲線的斜率為負(fù)值，導(dǎo)致壓力越高，平衡溫度（相變溫度）越低。16. 答：孤立系統(tǒng)熵增原理給出了熱力學(xué)平衡的一般判據(jù)，即熵判據(jù)。孤立系統(tǒng)中過程進(jìn)行的方向是使熵增大的方向，當(dāng)熵達(dá)到最大值時，過程不能再進(jìn)行下去，孤立系統(tǒng)達(dá)到熱力學(xué)平衡狀態(tài)。在等溫定壓條件下，熵判據(jù)退化為吉布斯自由能（自由焓）判據(jù)：系統(tǒng)的自發(fā)過程朝著使吉布斯自由能減小的方向進(jìn)行；等溫定容條件下，熵判據(jù)退化為亥姆霍茲自由能（自由能）判據(jù)：系統(tǒng)的自發(fā)過程朝著使亥姆霍茲自由能減小的方向進(jìn)行。263頁思考題1．答：對改變氣流速度起主要作用的是氣流本身的狀態(tài)變化，即力學(xué)條件。通道的形狀即幾何條件也對改變氣流速度起重要作用，兩者不可或缺。但在某些特殊的、局部的場合，矛盾的主次雙方發(fā)生轉(zhuǎn)化，通道的形狀可能成為主要作用方面。2．答： 在日常生活中，水可視為不可壓縮流體，其比體積不會發(fā)生變化，因而由上式有 Acf=常數(shù)，即截面積變化與速度變化成反比。3．答：不能。高空氣溫低，由理想氣體音速a=可知當(dāng)?shù)芈曀俦容^低，一定的飛行速度可以取得較高的馬赫數(shù)，而海平面溫度比高空高幾十K，相應(yīng)聲速較大，同樣的飛行速度所獲得的馬赫數(shù)要小一些。此外，高空空氣比海平面稀薄得多，飛行阻力也小得多，所以飛行速度上也會有差異。4．答：亞聲速時 噴管 擴(kuò)壓管 噴管 都不適合超聲速時 擴(kuò)壓管 噴管 擴(kuò)壓管 都不合適5．答：如右側(cè)溫熵圖，兩條斜線是等壓線，垂直線是可逆絕熱膨脹過程。有摩擦?xí)r，過程為不可逆，如虛線所表示。顯而易見，過程結(jié)束時溫度比可逆情況下要高，這兩個溫度對應(yīng)的焓之差就是摩擦損耗的表現(xiàn)。6．答：如上。7．答：不是。動能損失就是5題圖中的焓差。但是由于出口溫度高于可逆情形下的出口溫度，卡諾講，凡是有溫差的地方就有動力，所以這部分焓還具有一定的作功能力，并不是100%作功能力損失（火用損失）。8．答：（1）兩噴管最小截面積相等，則兩噴管的流量相等，出口截面流速和壓力不相等。漸縮噴管出口截面流速為當(dāng)?shù)匾羲?，出口截面壓力等于臨界壓力（），縮放噴管出口截面壓力等于背壓（充分膨脹情況下），出口截面流速為超聲速（）。（2）漸縮噴管，沿截面239。–239。切去一段后，臨界狀態(tài)前移到239。–239。截面，出口速度為當(dāng)?shù)匾羲?，出口截面壓力等于臨界壓力（），由于出口面積變大，噴管流量增大?？s放噴管，沿截面239。–239。切去一段后，噴管形狀不足以保持完全膨脹，出口壓力高于背壓，出口流速比切去一段以前?。ㄈ詾槌曀伲瑖姽芰髁坎蛔?。（噴管內(nèi)剩余部分流動沒有變化）。9．答：不是。節(jié)流過程的起迄點(diǎn)落在等焓線上，但過程不沿著定焓線進(jìn)行。節(jié)流微分效應(yīng)mJ表達(dá)的是節(jié)流過程中溫度–壓力的關(guān)系，溫度、壓力均為狀態(tài)參數(shù)，其變化與路徑無關(guān)，所以可以利用等焓線分析推導(dǎo)。10．答：絕熱節(jié)流后氣體的壓力降低，可逆絕熱膨脹過程焓降所能作出的功沒有作出，導(dǎo)致節(jié)流后焓仍然等于節(jié)流前。該作出的功沒有作出，就產(chǎn)生了作功能力損失。281頁思考題1．答：濕布使打氣筒散熱增強(qiáng)，氣缸水冷或加裝肋片也是為了增強(qiáng)散熱，從而使壓縮過程離開絕熱靠近定溫，壓縮耗功減少。.，打氣筒包裹濕布后耗功減少，人能感覺出來？值得懷疑。2．答：對于往復(fù)式壓氣機(jī)，余隙容積不可能完全消除；對于旋轉(zhuǎn)式壓氣機(jī)，則有可能完全消除。3．答：還需要分級壓縮。是為了減小余隙容積的影響。但不需要中間冷卻。4．答：壓氣機(jī)耗功中有意義的部分是技術(shù)功，不考慮宏觀動能和勢能的變化，就是軸上輸入的功（由設(shè)備直接加諸氣體的機(jī)械功），而同樣進(jìn)出口壓力定溫過程消耗的技術(shù)功比絕熱過程少，絕熱過程消耗的技術(shù)功有一部分用于提高氣體溫度。311頁思考題343頁思考題364頁思考題396頁思考題☆☆☆p、v、T偏導(dǎo)數(shù)的循環(huán)關(guān)系式由T=f(p, v)，得： 由v=f(p, T)，得： 所以，=0 222。=0222。=–1和☆☆☆ exercisable [簡明英漢詞典] [39。eks182。saiz182。bl] adj. 可實(shí)行的, 可操作的, 可運(yùn)用的；[英漢化學(xué)大詞典] adj. 可行使的,可實(shí)行的,可運(yùn)用的exergonic [簡明英漢詞典][39。eks182。39。gnik] adj. 放出能的；[[七國語言]英漢生物學(xué)大詞典] 放能的；[英漢化學(xué)大詞典] ,做功的；[英漢心理學(xué)大詞典] 能量釋放的exergy [簡明英漢詞典] [ek39。se182。:dVi] 放射本能(熱力學(xué)系統(tǒng)從給定狀態(tài)到與周圍介質(zhì)平衡過程中可做的最大功)；[[七國語言]英漢機(jī)械大詞典], 有效能；[[七國語言]英漢物理大詞典] 放射本領(lǐng)；[英漢化學(xué)大詞典] ☆☆☆ 氣體流動的臨界壓力比即 =由于 pcrvcrk=p0v0k222。所以 1==1 222。
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