工程热力学经典例题-第五章_第1页
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文档简介

1、典型题精解例题有一服从状态方程的气体（b为正值常数），假定为常数。（）试由方程导出的表达式；（）推求此气体经绝热节流后，温度是降低或升高还是不变？解（）将题目所给的方程表示为 式（19）为 对上述状态方程求导得 代入式（19）得 积分上式，则 式（20）为 将状态方程表示为 求导得 代入式（20）得 积分上式，则 式（17）为 根据状态方程式 求导得 代入式（17）得 积分上式，得 （）式（29）为 根据状态方程求导得 代入式（29）得 即 所以绝热节流后温度升高。讨论用题给的状态方程所导得的和的计算式与理想气体的完全一样，而的计算式则与理想气体的不同。因此，若用理想气体的公式进行计算就有误差

2、，误差的大小与常数和压力差有关。例题设有mol遵循范德瓦尔方程的气体被加热，经等温膨胀过程，体积由膨胀到。求过程中加入的热量。解 可由式(5-16)，即 根据范德瓦尔方程 求导得 代入式(5-16)得 因为过程等温，则 于是 例题对于符合范德瓦尔方程的气体，求（）比定压热容与比定容热容之差；（）焦耳汤姆逊系数。解（） 而 于是 （） 例题一直某种气体的，求状态方程。解由式(5-19)知 即 依题意 故 又因 故 即 所以 代入得其中c为常数。例题试确定在和时，氩的绝热节流效应。假定在时，氩的焓和压力的关系式为 式中：。已知、下的。解因 又因 于是 例题在时，水的摩尔体积由下式确定 当压力在之间

3、时，有 求在下，将1mol的水从0.1MPa可逆地压缩到100MPa，所需做的功和热力学能的变化量。解膨胀功为 过程吸收的热量为 于是 或由 在等温过程中 可得同样的结果。例题证明物质的体积变化与体膨胀系数、等温压缩率的关系为 证明因 则 讨论因为可由实验直接测定，因而本章导出的包含偏导数的所有方程都可用的形式给出。另外，由实验测定热系数后，在积分求取状态方程式，也是由实验得出状态方程式的一种基本方法，如同焦耳汤姆逊系数一样。对于固体和液体，其一般可由文献查得。例题在一体积为的钢罐中，储有0.5kg的气体氩，温度保持在，试求氩气的压力：（）用理想气体状态方程；（）用方程。解（）用理想气体状态方程 （）用RK方程查得 又 于是 又 由RK方程 例题体积为的容器中，储有的氮气。若加热到，试用压缩因子图估算终态的比体积和压力。解查得氩气的临界参数为 所以 查压缩因子图得 。由得 于是 由得 由可得 由查压缩因子图得=6.5。于是 例题管路中输送9.5Mpa, 的乙烷。若乙烷在定压下的温度升高到，为保重原来输送的质量流

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