工程热力学供参习(000001)

1、一、第一定律1、一闭口系统经历了一个由四个过程组成的循环，试填充表中所缺数据。Q=W+ U过程热量Q(KJ)膨胀功W(KJ)内能变化 U (KJ)1 21000010002 30200-2003 4-7500-7504 10002、四种功的关系，及做功来源q故功根源： c2/2, gAzqWsd(wv)_u伽)w二、理想气体31、容积 V =0.5m 的空气初压 p1=0.3MPa，初温t1 =150 C,经可逆多变膨胀过程到终态 p2 =0.08MPa , t2 =20C,求：过程中热力学能、焓及熵的变化量.(空气作为理想气体，其严，c比热容可取定值，气体常数-Y =287J/(kg.K)

2、;； =1005 J/(kg.K)1、解:RgT0.3x106x0 5287 x 150+ 273J 5)= 1.235kg= = 1005-287 = 718J/(kg.K)-一:; -一 iiUkj:I . - .-:kJmAj«=l J3J x c In-fifeln=LX冏1.235 x100511120+273.15L50 + 273152、有 5kg的空气，初态时 T 1 =477K,P 1 =0.32Mpa，经可逆定容加热，终温T 2 =600K.设空气为理想气体，求丄1、丄二：过程功及过程热量(Rg =287J/( kg K),；'=1.005 kJ/( kg

3、 K)kJAE7 = =5c?AT=5(-Z?g)i7,= 5 (1.005-0.287)123 = 441.571:亠:. 二一；kj朋皿十哙沁叱*岭曲叩5-0呦嚅= 0.824° 刀kJ/K定容加热，过程功为 0 ，过程热量- - kJ三、第二定律1、有人声称已设计成功一种热工设备 ，不消耗外功，可将65 C的热水中的20%提高到95 C , 而其余80%的65 C的热水则降到环境温度 15 C ,分析是否可能？若能实现，则65 C热水 变成95 C水的极限比率为多少 ？已知水的比热容为 4.1868kJ/kg.K1、解：热一律，热平衡，设有1kg 65 C的热水mkg从65 C

4、提高到95 C ,吸热 (1-m)kg从65 C降低到15 C ,放热热二律取孤立系也Siso = KSmkg * °S(1-m)kg +°S环境解得 m= 0.62492、某循环在700K的热源及400K的冷源之间工作，如图示。试用克劳修斯不等式判断是热 机循环还是制冷循环？可逆循环还是不可逆循环？2、解：由热力学第一定律，无论是热机循环还是制冷循环，无论可逆与否，都有：:、Q = ：、W 即Q“ 一 Q2 = WQQ2 W =10000 4000 二 14000kJ用克劳修斯不等式判断:TrT1T2二-14000 ._10kj/K : 0旦Q1TrT12T2140004

5、00=10kJ/>0700400不可能如果是制冷循环可能700400根据克劳修斯不等式.:：:0，为不可逆循环，所以此循环是一不可逆的制冷循环。四、水蒸汽1人体热量的消耗率通常为356kJ/h，在作激烈运动时则达628kJ/h。在热天皮肤经由汗的蒸发来散热，若汗的蒸发在定压且与皮肤相同温度(27 C)下进行，问运动时多余热量需每小时蒸发多少汗才能排出？(已知：t=26C： h '=108.95 kJ/kg、h "=2548.6 kJ/kg ; t =28C：h '=117.31 kJ/kg 、 h "=2552.3 kJ/kg)1、t=27 C时= 1

6、08.95 +117 31-108.95= 113.13kJ/kg= 2548.6 +2552.3-2548.62= 2550.45kJ/kgQII Ih -h628-356255045-113 13kg2、水蒸汽郎肯循环的新蒸汽压力为100bar ,排气压力为 0.04bar ,新蒸汽温度为 350 C,蒸汽轮机的内效率为0.8，对于1 kg工质求：1) 理论循环中汽轮机和给水泵的技术功2) 理论循环中吸热量、放热量和热效率3) 若考虑汽轮机内的不可逆绝热过程，忽略泵耗功，求出实际出口蒸汽的干度、实际出口焓。K) s2=s12、已知：h 1 =3450 kJ/kg s 1 =6.695 kJ/(kgA4 = 93.2 + (0 423-0134.7-93.2 0433-0.294；= 131 7kJ汽轮机和给水泵的技术功:汽轮机：.i.-l.b.: l._-:.'kJ/kg给水泵：二.-二