【正文】 程回到初態(tài)。已知t1=27℃,t2=527℃，環(huán)境溫度等于初溫，過程２－(KgK),Cp=(KgK)，求該循環(huán)的平均吸熱溫度、 熱效率及作功能力損失。，%，作功能力損失為30KJ/Kg；3．工質(zhì)在熱源TH=1000K和冷源T0（即環(huán)境溫度）=300K 之間進(jìn)行熱動力循環(huán)，每Kg工質(zhì)從熱源吸熱1000KJ，工質(zhì)吸熱時與熱源有200K的溫差，工質(zhì)放熱時與冷源有20K的溫差，工質(zhì)的膨脹過程是可逆絕熱的，(KgK)的絕熱過程。求熱效率及每Kg工質(zhì)的可用能總損失。放熱量q2=[+q1/(TH200)](T0+20)=496KJ/Kg，%，作功能力損失I＝T0(q1/TH+q2/T0)=196KJ/Kg；4．熱機(jī)在熱源T1=1000K和冷源T0=290K間工作，熱效率為40%，若從高溫?zé)嵩次崃縌1=100KJ，則作出的循環(huán)功正好用以帶動工作于TH=360K和T0 之間的熱泵，求熱泵向TH的供熱QH，若QHQ1， 這是否符合孤立系統(tǒng)的熵增原理？熱泵向TH的供熱QH＝140KJ，以全部熱源及熱機(jī)、這符合孤立系統(tǒng)的熵增原理。5．可逆機(jī)Ｅ與TA=420K、TB=630K、TC=840K三個熱源都有熱交換， 當(dāng)熱源TC放熱1260KJ時，Ｅ有循環(huán)凈功210KJ，求此時熱源TB與工質(zhì)的換熱量，并指出熱源TB是吸熱還是放熱。根據(jù)熱力學(xué)第一定律和孤立系統(tǒng)的熵增原理，列出兩個方程，由此解得熱源TB與工質(zhì)的換熱量為1260KJ（吸熱）。6．工質(zhì)從溫度為300K的熱源吸熱6000KJ后，工質(zhì)的熵增為25KJ/K， 試通過計算說明此過程是否可逆。取熱源和工質(zhì)為孤立系統(tǒng)，可得該孤立系統(tǒng)的熵變化量為5KJ/K，故過程不可逆；7．一千克空氣先進(jìn)行可逆定溫吸熱過程１－２，再進(jìn)行不可逆絕熱膨脹過程２－３，最后經(jīng)n=。設(shè)t1=527℃，t3=27℃，過程１－(KgK)，多變過程的比熱Cn= (KgK) ， 求該循環(huán)的平均放熱溫度和熱效率。 循環(huán)的平均放熱溫度＝510K，熱效率ηt=%。8．一千克空氣先進(jìn)行可逆定溫吸熱過程12，再進(jìn)行可逆定容放熱過程23，最后經(jīng)不可逆絕熱壓縮過程31回到初態(tài)。已知T1=1000K，吸熱量為500KJ，(Kgk),Cv=(KgK)，求該循環(huán)的熱效率。 由ΔS31+ΔS12=Cvln(T2/T3)求得T3=435K，從而放熱量q2=Cv(T2T3)=，%。9．=10bar、T1=400K，可逆地變化到終態(tài)P2= 4bar、T2=900K，設(shè)比熱為定值，Cp=1004J/(KgK)，μ=。 ⑴求內(nèi)能和熵的變化量。 ⑵若過程不可逆，熵的變化量是多少？ΔU=15700KJ，ΔS=。10．用卡諾機(jī)作熱泵向一房間供暖，室外為5℃，為使室內(nèi)保持20℃，每小時需向房間供熱25000KJ，試求： ①每小時需從室外吸進(jìn)多少熱量？ ②如果用馬達(dá)帶動卡諾機(jī)，馬達(dá)效率為95%，問需耗電多少KW？ ③如果用電爐直接取暖，需消耗多少KW？①Q(mào)2=22867KJ/h，②，③；11．某理想氣體從初溫T1=1500K可逆絕熱膨脹到T2=300K、P2=1bar，然后定溫放熱至P1，最后定壓加熱回復(fù)到初態(tài)，完成一個循環(huán)。求初壓P1 和循環(huán)熱效率。設(shè)比熱為定值，絕熱指數(shù)K=。由可逆絕熱過程1－；%；13．有三個恒溫?zé)嵩碩H=388K, T=350K, TL=，熱泵工作于TH和T之間，熱機(jī)工作于T和TL之間，以熱機(jī)作功驅(qū)動熱泵(設(shè)熱泵和熱機(jī)都是可逆機(jī))。若TH和TL同時得到熱量50KJ，則熱機(jī)所作的功和熱泵所耗的功各為多少？ 。14．一千克工質(zhì)在T1=1000K的熱源和T0=300K的環(huán)境之間完成熱機(jī)循環(huán)，從熱源吸熱q1=1000KJ/Kg。 ⑴若循環(huán)可逆，求熱效率和循環(huán)功； ⑵若定溫吸熱時有200K溫差，定溫放熱時有20K溫差， (KgK)的熵增，求熱效率和循環(huán)功及作功能力損失。(1)可逆循環(huán)的熱效率為70%，循環(huán)功為700KJ/Kg；(2)不可逆循環(huán)的放熱量為592KJ/Kg，%，作功能力損失為292KJ/Kg；15．已知空氣初壓P1=，初溫T1=478K，經(jīng)一過程后，變?yōu)镻2=1bar,T2=303K，空氣進(jìn)行此過程時向溫度為300K的外界放熱35KJ/Kg，問此過程可逆否？為什么？空氣R=(KgK)。ΔS12=Cpln(T2/T1)－RenP2/P1=，所以有ΔS12，不可逆過程。16．某種工質(zhì)按12341循環(huán)作功，其中23,41分別為有摩擦的絕熱膨脹和壓縮過程；12,34為可逆定溫吸熱、放熱過程。有T1=2000K，T4=300K，S1=，S2=，S3=，S4=，求：①在相同兩熱源間如果是卡諾循環(huán)，由熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能時，必不可少的熱能損失。②該不可逆循環(huán)的作功量。③由于不可逆性使循環(huán)熱效率降低多少？(1)Q2卡＝T3ΔS12=1320KJ (2)W0=T1ΔS12T4ΔS34=7060KJ (3)ηt＝W0/Q1=% ηc=1T4/T1=85% %17．某熱機(jī)工作在TH=1600K的熱源和TL=280K的冷源之間， 若循環(huán)中熱機(jī)從高溫?zé)嵩次鼰?000KJ。工質(zhì)吸熱時有100K溫差，放熱時有50K溫差， 求①高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹撵刈兞俊＂谘h(huán)熱效率。③由兩熱源和熱機(jī)組成的系統(tǒng)的總熵變化量。(1)ΔS高＝－Q1/TH=，Q2=Q1=880KJ ΔS低=+Q2/TL= (2)ηt==1Q2/Q1=78% (3)ΔS總=ΔS高＋ΔS低＋ΔS熱機(jī)=18．某熱機(jī)工作于T1=1000K的高溫?zé)嵩春蚑2=300K的低溫?zé)嵩粗g。 若工質(zhì)從高溫?zé)嵩次?000KJ熱量，則： ⑴當(dāng)熱機(jī)中的工質(zhì)按卡諾循環(huán)工作時，求對外輸出凈功和理想循環(huán)熱效率。 ⑵當(dāng)工質(zhì)在T139。=800K時定溫吸熱、在T239。=350K時定溫放熱，求對外輸出的凈功、 實際循環(huán)熱效率、包括工質(zhì)及兩個熱源在內(nèi)的系統(tǒng)熵變化量及不可逆性造成的作功能力損失。（環(huán)境溫度T0=300K）、(1)W=Q(1T2/T1)=700KJ，η卡=70% (2)Q2’= W0’=Q1Q2’= ηt=% ΔS孤= I0=348KJ19．熱機(jī)工作在1000K的高溫?zé)嵩春?00K的低溫?zé)嵩矗喘h(huán)境溫度）之間。 工質(zhì)吸熱時有200K溫差，放熱時有100K溫差，()的熵增，壓縮過程是可逆絕熱過程。每Kg工質(zhì)從高溫?zé)嵩次鼰?000KJ，求熱效率、循環(huán)功和作功能力損失。ΔS23=(KgK) ΔS14=(KgK) q2=580KJ/Kg W0=420KJ/Kg ηt=42% I=1000(1300/1000)420=280KJ/Kg20．設(shè)逆向卡諾循環(huán)中工質(zhì)從10℃低溫?zé)嵩次諢崃?00KJ，制冷系數(shù)為8. 5，求⑴工質(zhì)向高溫?zé)嵩捶懦鰺崃考案邷責(zé)嵩礈囟取＂仆饨鐚べ|(zhì)作功。Q1/(Q1Q2)=ε Q1=894KJ T1/(T1T2)=ε T1=294K W0=Q1Q2=94KJ21．熱機(jī)工作在800℃的恒溫?zé)嵩春?7℃的恒溫冷源（即環(huán)境溫度）之間。 熱機(jī)效率為45%，每Kg工質(zhì)從恒溫?zé)嵩次?00KJ熱量，求循環(huán)功及作功能力的損失。W0=45KJ/Kg W0’=72KJ/Kg I=W0’W0=27KJ/Kg22．設(shè)熱源溫度TH=1300K，冷源溫度等于環(huán)境溫度T0=288K， 工質(zhì)吸熱平均溫度T1=1000K，放熱平均溫度T2=400K。循環(huán)發(fā)動機(jī)的熱效率等于T1與T2間卡諾循環(huán)熱效率的80%。若對1Kg工質(zhì)熱源放出熱量100KJ， 計算卡諾循環(huán)功與實際循環(huán)功之比及可用能總損失。W0=60KJ/Kg W0’=48KJ/Kg ΔW0=12KJ/Kg q2’=q1W0’=52KJ/KgI=T0ΔS孤=23．一熱泵工作于0℃的環(huán)境溫度和20℃的室內(nèi)溫度之間， 該熱泵的供暖系數(shù)等于相同溫度范圍內(nèi)可逆熱泵系數(shù)的60%。若該熱泵每小時向室內(nèi)供熱100KJ，問帶動該熱泵的電機(jī)至少要多大功率？εk＝ ε’k= W0=Q1/ε’k=24．1Kg空氣先從TH=800K熱源可逆定溫吸熱， 再可逆定容放熱到環(huán)境溫度T0=300K，最后經(jīng)不可逆絕熱壓縮過程回到初態(tài)。(KgK)，Cv=(KgK)，求循環(huán)的熱效率。q1＝THΔS12=960KJ/Kg q2=w(T2T3)=(800300)=360KJ/Kg ηt＝1－q2/q1=%25．一可逆熱機(jī)進(jìn)行絕熱壓縮過程12后，進(jìn)行一定壓吸熱過程23，然后進(jìn)行絕熱膨脹過程34，最后經(jīng)過定壓放熱過程41回到初態(tài)。已知P1=1105Pa, T1= 300K,T3=1000K,P2=6105Pa，設(shè)工質(zhì)為空氣，比熱為定值Cp=(KgK)。試求1) 循環(huán)的吸、放熱量；2)循環(huán)功W0和循環(huán)熱效率；3)求循環(huán)的平均吸熱溫度。1)由定熵過程1－2得：T2= q1= 由定熵過程3－4得：T4= q2= 2)ηt=% W= 3)T1=26．一工作在高溫?zé)嵩碩H=800K，低溫?zé)嵩碩L=300K(即環(huán)境溫度)之間的熱機(jī)，如從高溫?zé)嵩次鼰崃繛閝1=1000KJ/Kg，對外作功為W0=400KJ/Kg，試計算1) 完成一個循環(huán)后工質(zhì)的熵變？2)以熱源TH,TL和工質(zhì)為孤立系統(tǒng)的熵增和作功能力損失I= ？3)循環(huán)積分∮dQ/T=？1)ΔS工質(zhì)=0 2)q2=q1W=600KJ/Kg ΔS孤= I=210KJ/Kg 3)∮dQ/T=27．有一個循環(huán)裝置在溫度為1000K和300K熱源間工作， 已知與高溫?zé)嵩唇粨Q的熱量為2000KJ，與外界交換的功量為1200KJ，試按孤立系統(tǒng)的熵增原理判斷此裝置是熱機(jī)還是制冷機(jī)？設(shè)此裝置為熱機(jī) Q2=Q1W=800KJ 取孤立系ΔS孤=0 可以實現(xiàn)，此裝置為熱機(jī)。28．工質(zhì)在高溫?zé)嵩碩H=900K與低溫?zé)嵩碩L=300K(環(huán)境溫度)之間進(jìn)行熱動力循環(huán)，從高溫?zé)嵩次鼰崃?00KJ/Kg。1)若進(jìn)行卡諾循環(huán)，求循環(huán)熱效率和循環(huán)功？2)若進(jìn)行不可逆循環(huán)，等溫吸熱時工質(zhì)與高溫?zé)嵩从?00K溫差，(KgK) 的熵增；等溫放熱和絕熱壓縮過程都是可逆的，試求(1)循環(huán)的熱效率和循環(huán)功；(2)不可逆循環(huán)作功能力損失。1)ηK=% WK=600KJ/Kg 2)q2= 3)I=29．1Kg空氣在T1=900K、T2=300K（環(huán)境溫度）兩熱源間完成一個動力循環(huán)，吸、放熱過程均為可逆定溫過程，絕熱的膨脹有摩擦，絕熱壓縮過程是可逆的，已知吸熱過程的終態(tài)容積是初態(tài)容積的5 倍， 絕熱膨脹的熵增為0. 2KJ/(KgK), R= (KgK)，試求：1)循環(huán)的吸熱量和放熱量； 2) 循環(huán)的熱效率和循環(huán)功； 3)1Kg空氣完成一個循環(huán)后的作功能力損失。1)q1= q2= 2)ηt=% W=3)I=60KJ/Kg30．1Kg空氣在T1=1000K、T2=400K的兩熱源間完成一個動力循環(huán)，吸、 放熱過程均為可逆定溫過程，絕熱膨脹為可逆的，(KgK)。已知吸熱過程的終態(tài)壓力減小為初態(tài)壓力的五分之一，R=(KgK)，環(huán)境溫度T0=300K，試求：1)循環(huán)的吸熱量和放熱量；2)循環(huán)的熱效率和循環(huán)功；3)1Kg工質(zhì)完成一個循環(huán)的作功能力損失。1)q1=T1ΔS12= q2=(ΔS12+)T2= 2)ηt=34% W= 3)I=90KJ/Kg31．1Kg空氣在T1=900K,T2=300K的兩熱源間完成一個動力循環(huán)，吸、放熱過程均為可逆定溫過程，絕熱膨脹和絕熱壓縮過程的熵增分別為0. 2KJ/( KgK) ( KgK) ， 已知吸熱過程的終態(tài)壓力減小為初態(tài)壓力的四分之一，R=(KgK)，環(huán)境溫度T0=T2。試求1)循環(huán)的吸熱量和放熱量；2)循環(huán)的熱效率和循環(huán)功；3)1Kg工質(zhì)完成一個循環(huán)的作功能力損失。1)q1= q2= 2)ηt=% W= 3)I=150KJ/Kg32．1Kg空氣先進(jìn)行可逆定容加熱過程12，再進(jìn)行不可逆絕熱膨脹過程23，最后經(jīng)可逆等溫過程回到初態(tài)，已知T1=400K,T2=800K，環(huán)境溫度T0=300K,ΔS23=(KgK),Cv=(KgK)。試求：1)循環(huán)的吸熱量和放熱量；2)循環(huán)的熱效率和循環(huán)功；3)每千克工質(zhì)完成一個循環(huán)的作功能力損失。 1)q1=Cv(T2T1)=288KJ/Kg q2= 2)ηt=% W= 3)I=30KJ/Kg33．工質(zhì)在高溫?zé)嵩碩H=1200K與低溫?zé)嵩碩L=300K(環(huán)境溫度) 之間進(jìn)行熱動力循環(huán)，從高溫?zé)嵩吹葴乜赡嫖諢崃繛?200KJ/Kg， (KgK)的熵增，等溫放熱過程是可逆的。試求1)循環(huán)的放熱量；2) 循環(huán)的熱效率和循環(huán)功；3)完成一個循環(huán)后每千克工質(zhì)的作功能力損失。1)q2=390KJ/Kg 2)ηt=% W=810KJ/Kg 3)I=90KJ/Kg34．氧氣進(jìn)行的可逆循環(huán)，由三個過程組成，12為可逆絕熱膨脹過程，23為等溫放熱過程，31為可逆定容吸熱過程。已知T1=1500K,T2=300K,P2=1bar， 絕熱指數(shù)k=。求⑴初態(tài)壓力P1。⑵循環(huán)熱效率。按定熵過程12求得P1= q1=Cv(T1T3)= q2=T2ΔS31= ηt=1q2/q1=% 第七章1．在一臺蒸汽鍋爐中，煙氣從150