7A文工程热力学

1、MeiWei 81 重点借鉴文档】1- 31- 41-8MeiWei_81 重点借鉴文档】【MeiWei 81 重点借鉴文档】2- 42- 5MeiWei_81 重点借鉴文档】MeiWei 81 重点借鉴文档】2-650kg 废气和 75kg 的空气混合。已知废气中各组成气体的质量分数为 wco2 14%, wo2 6%, w 2O 5%, wN2 75% ，空气中 O2,N2 的质量分数为 wo2 23.2%, wN2 76.8% 。混合后气体压力 p 0.3MPa ，试求混合气体的： （1）质量分数；（2）折合气体常数；（3）折合摩尔质量；（4）摩尔分数；（5） 各组成气体的德分压力。解：

2、（1）混合后气体的质量 m 75 50 125kg ，其中mCO2 wCO2 m 0.14 50kg 7kgmH2O wH 2O m 0.05 50kg 2.5kgmO2wg ,O2mgwa,O2ma0.06 50kg 0.232 75kg20.4kgmNwg,Nmgwa,Nma0.75 50kg 0.768 75kg95.1kg因此，质量分数wCO2mmH 2O m7kg0.05650kg 75kg2.5kg50kg 75kg0.020wH2O20.4kg 0.16350kg 75kgmN295.1kgm 50kg 75kg0.761核算 wi 0.056 0.163 0.020 0.761

3、 12）混合气体折合气体常数Rgwi Rg,iR wi1MiMeiWei_81 重点借鉴文档】MeiWei 81 重点借鉴文档】0.056 0.163 0.020 0.7618.314544.01 32.0 18.016 28.020.088KJ /(kg K)(3)折合摩尔质量R 8.3145 28.87 10 3 kg / molRg2884）摩尔分数xiRg,i wiRgRg,CO2xCO22 wRgRg,O2CO2M CO2 RgwCO28.31453 0.03744.01 10 3 288xO2wO2xH 2ORgRg,CO2MO2RgwO28.314532.0 10 3 2880.

4、147xN2wCO2RgRg,N22 wN 2MH2ORg wH2O8.3145H2O18.016 10 3 288 0.032RgRwN2 M N2Rg N28.314528.01 10 3 2880.784核算： xi 0.037 0.147 0.032 0.784 15）各组分分压力 pi pxipCO2pxCO 2 0.037 0.3 0.0111MPapOpxO 0.147 0.3 0.0441MPapH2O pxH2O 0.032 0.3 0.1196MPapN pxN 0.784 0.3 0.2352MPa核算： pi 0.0111 0.0441 0.0096 0.2352 MP

5、a 0.3MPa p3- 3 气体在某一过程中吸收了 50J 的热量，同时热力学能增加了 84J，问此过程 是膨胀过程还是压缩过程？对外做功是多少（ J）？解 ： 取 气 体 为 系 统 ， 据 能 量 守 恒 定 律 有 ： Q W U 则 W Q U 50 84 34J因为 W0，所以是压缩过程。对外做功为 34J。3- 5 夏日为避免阳光直射，密闭门窗，用电扇取凉，电扇功率为60W。假定房间内初温为 28、压力为 0.1MPa，太阳照射传入的热量为 0.1KW，通过墙壁向外 散热 1800Kj/h 。室内有 3 人，每人每小时向环境散发的热量为 418.7kJ 。试求面 积为 15 m2

6、 、高度为 3.0m 的室内每小时温度的升高值。已知空气的热力学能与 温度的关系为 u 0.72 T K kJ/kg 。解：初态时，据理想气体状态方程有 pv nRT=1799mol0.1 106 15 3 n8.31 (273 28) 1799 29 10 3 52kgMeiWei_81 重点借鉴文档】【MeiWei 81 重点借鉴文档】据能量守恒定律有：Q W U 由题意可知U m u52 0.72 T解得 T 0.86K4-43kg 空气， p1 1MPa,T1 900K 绝热膨胀到 定值，绝热指数 k 1.4 ，求： 术功；（ 3） U 和 。k1k900Kp2 0.4MPa 。设比热

7、容为1）终态参数 T2和 v2；（2）过程功和技0.40.1 1.41RgT2 8.3145J /(mol K ) 466.15K 3v23 5 1.3379m / kg2p228.97 10 3kg / mol 105Pa5 R 5 8.3145( 2) cv3 718 J /( kg K )v 2 M 2 28.97 10 38.3145cp cv Rg 718J /(kg K) 3 1005J /(kg K)28.97 10 3W mcv T1 T2 3 718 900 466.15 933.21KJ解：(1)T2 T1 pp12466.15K418.7 3 1800 0.1 3600 60 10 3 3600Wt kW 1.4 933.21 1306.50KJ（ 3） U W 933.21KJ ；Wt 1306.50KJ4-6 是将满足以下要求的多变过程表示在 P V 图和T S图上