工程热力学知识点汇总

1、工程热力学复习知识点一、知识点基本概念的理解和应用（约占40%）,基本原理的应用和热力学 分析能 力的考核（约占60%）。基本概念掌握和理解：热力学系统（包括热力系，边界，工质的概念。热力系的 分类：开口系，闭口系，孤立系统）。掌握和理解：状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。状态参数及 其特性。制冷循环和热泵循环的概念区别。理解并会简单计算：系统的能量，热量和功（与热力学两个定律结 合）。热力学第一定律掌握和理解：热力学第一定律的实质。理解并会应用基本公式计算：热力学第一定律的基本表达式。闭口系能 量方程。热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。稳态稳流的能 量方程。理解并掌握：焙、技

2、术功及几种功的尖系（包括体积变化功、流动功、 轴功、技术功）。热力学第二定律掌握和理解：可逆过程与不可逆过程（包括可逆过程的热量和功的计掌握和理解：热力学第二定律及其表述（克劳修斯表述，开尔文表述等）。卡诺循环和卡诺定理。掌握和理解：嫡（嫡参数的引入，克劳修斯不等式，嫡的状态参数特 性）。理解并会分析：燔产原理与孤立系燔增原理，以及它们的数学表 达式。 热力系的燔方程（闭口系燔方程，开口系嫡方程）。温-嫡图的分析及应 用。理解并会计算：学会应用热力学第二定律各类数学表达式来判定 热力过程的不可逆性。理想气体的热力性质熟悉和了解：理想气体模型。理解并掌握：理想气体状态方程及通用气体常数。理想气体

3、的比热。理解并会计算：理想气体的内能、熄、燔及其计算。理想气体可逆过程 中，定容过程，定压过程，定温过程和定燔过程的过程特点，过程功，技术 功和热量计算。实际气体及蒸气的热力性质及流动问题理解并掌握：蒸汽的热力性质（包括有尖蒸汽的各种术语及其意义。例 如：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临 界点、汽化潜热等）。蒸汽的定压发生过程（包括其在P-V和T-s图上的一 点、二线、三区和五态）。理解并掌握：绝热节流的现象及特点蒸汽动力循环理解计算：蒸气动力装置流程、朗肯循环热力计算及其效率分析。能够 在T-S图上表示出过程，提高蒸汽动力装置循环热效率的各种途径（包括改 变初蒸

4、汽参数和降背压、再热和回热循环）。7、制冷与热泵循环理解、掌握并会计算：空气压缩制冷循环，蒸汽压缩制冷循环的热力计 算及制冷系数分析。能够在S图上表示出过程，提高制冷系数和热泵系数 的途径，分析热泵循环和制冷循环的区别和联系。二、典型题解概念题：1、过热蒸汽的温度是否一定很高？未饱和水的温度是否一定很低？答：过 热蒸汽、未饱和水是这样定义的，当蒸汽的温度高于其压力对应的饱和温度 时称作过热蒸汽，其压力下tts ；当温度低于其压力对应的饱和温度t ts时，则工质的相态一定是液态，则称其为未饱和水。因此，过热蒸汽不 一定温度很高，未饱和水未必温度很低，它们都是相对于其环境压力所对应 的饱和温度而言

5、的状态。2 在h -s图上，能否标出下列水和蒸汽的状态点？（ 1）茫为hl的未饱和 水；（2） %含为h2的饱和水；（3）参数为pl、t1的湿蒸汽；（4）压力为p 的干蒸汽；（5）水、汽性质相同的状态。窃C1）不能。丙为只有一个热力学參数，无法确定系统的状态。C2）能4因为此时有f己知且饱和水的X 0*C3)不能。冈为湿蒸汽亠和右足对应的*只有一”独立变量。4能因比时己知R和x=l(5)能*因水、汽个生质完全相同的状态只有它的临界点#3、填空气体常数R占气体种类宜尖，与状态尖。通用气体常数R与气体种类无矢,与状态 无矢。在S1制中R的数值是314 ，单位是 J/mo I. K 0质量热容s摩尔

6、热容与容积热容J之间的换算矢系为：5 二皿二22.414x10%理想气体的环及6值与气体种类最，与温度注一尖廿它们的羞值与气体种类言 矢,与温度一无尖它们的比值Y与气体种类有:尖，与温度有矢。对于理想气体，dUCvdTf dh二CpdT,它们的适用条件分别 是：理想气体的任何 工质、任何过乍呈心4、判断下列过程中那些是可逆的；不可逆的；可以是可逆的。并扼要说明 不可逆原因。对刚性容器内的水加热，使其在恒温下蒸发。对刚性容器内的水作功，使其在恒温下蒸发。对刚性容器中的空气缓慢加热，使其从50 C升温到100 C解：(1 )可以是可逆过程，也可以是不可逆过程，取决于热源温度与温是否相等。水若两者不

7、等，则存在外部的传热不可逆因素5便是不可逆过程。对刚性容器的水作功，只可能是搅拌功，伴有摩擦扰动，因而有内不 可逆因素，是不可逆过程。可以是可逆的，也可以是不可逆的，取决于热源温度与空气温度是否随时相等或保持无限小的温差。5、绝热容器内有一定气体，外界通过容器内的叶轮向气体加入w kJ的功。 若气体视为理想气体，试分析气体内能的内能，焙，温度，嫡如何变化？ 答：根据热力学第一定律，外界所做的功全部转化成为内能的增量，因而内 能，焙，温度均增加；该过程不可逆，燔也增加。6对与有活塞的封闭系统，下列说法是否正确？1）气体吸热后一定膨胀，内能一定增加。答：根据热力学第一定律，气体吸热可能使内能增加，

8、也可能对外做功，或者两者同时进行；尖键是吸热量能否完全转变为功，由于气体的定温膨胀过程可使得吸收的热量完全转化为功，内能不增加，所以说法错误。2）气体膨胀时一定对外做功。答：一般情况下，气体膨胀时候要对外做功，但当气体向真空中膨胀时候，由于外力为零，所以功也为零。3）气体对外做功，内能一定减少。答：根据热力学第一定律，在定温条件下，气体可以吸收热量并全部转化为功，从而保持内能不变。7、焙的物理意义是什么？答：焙的定义式：焙二内能+流动功H=U+pV焙的物理意义：1.对流动工质（开口系统）工质流动时与外界传递与其热力状态有矢的总能量。2.对不流动工质（闭口系统）仍然存在但仅是一个复合的状态参数。

9、&嫡的物理含义？答：定义：嫡dS二（卫）可逆过程物理意义：燔的变化反应可逆过程热交换的方向和大小。系统可逆的从 外界吸热，系统燔增加；系统可逆的向外界放热，系统燔减少；可逆绝热过 程5系统燔不变。9、判断下列说法对吗？系统吸热，其嫡一定增大；系统放热，其燔一定减 小。答：嫡变二嫡流+燔产，所以，前半句对，后半句错误。10、孤立系燔增原理是什么？怎么应用?答：孤立系统燔增原理：孤立系统内所进行的一切实际过程（不可逆 过程） 都朝着使系统燔增加的方向进行；在极限情况下（可逆过程），系统的嫡维 持不变；任何使系统嫡减小的过程是不肯能。即过程进行 到某一阶段，再 不能使嫡增大了，也就是系统的嫡值达到了

10、最大值，就是过程进行的限度。dSjs。二 dSfdSg 二 dSg- 0等号适用于可逆过程，大于号适用于不可逆过程。表明孤立系统的嫡变化只 取决于系统内各过程的不可逆程度。注意：如果涉及环境温度，由于环境是一个很大的热源，无论它吸收或者放 出多少热量，都认为环境温度是不变的。11 讨论使热由低温热源传向高温热源的过程能否实现?解：取高温热源和低温热源为孤立系统，如图a所示，其总爛变为两个热源焰变的代 数和。设低温热源放热辺，其爛变可按可逆过程计算，即孤立系统爛变为高温热源吸热遊、其嬌变为讪=於、+ dS?dQ；根据爛增原理，该过程不能自发进行。(n)12、下列说法正确的在括号内划“ 不正确划(

11、X)定质量系统一定是闭口系统。(X)闭口系统不作膨胀功的过程必是等容过程(“)理想气体任何过程的内能变量总以 T 12 CvdT进行计算。(V)dh= CpdT只适用于理想气体、任何过程。(X)闭口系统发生放热过程，系统的燔必减少。(X)知道了温度和压力两个参数值，就可以确定水蒸气的状态。(X)一切可逆机的热效率均相等。(X)燔增可用来度量过程的不可逆性，所以燔增加的过程必是不可逆过程，(V)某理想气体经历了一个内能不变的热力过程，则该过程中工质的*含变也为零。(X)容器中气体的压力没有变化，则安装在容器上的压力表读数也 不变。(X)水蒸气的定温过程中，能满足q二W的尖系式。(V)在临界点上，

12、饱和液体的焙一定等于干饱和蒸汽的怡。(X)只要存在不可逆性就有燔产，故工质完成一个不可逆热力循环，其燔变 必大于零。(V)理想气体在T - s图上，其定温线就是定怡线。(X)绝热过程必为定嫡过程。(X)公式q二AU + w仅适用于闭口热力系统。(V )闭口绝热系统的嫡不可能减少。(X)-切不可逆热机的热效率总比可逆热机的小。(V)在一刚性容器中，理想气体绝热自由膨胀后，其温度不变。(X)在简单朗肯循环的基础上采用再热的方法一定能提高循环热效率。(X)制冷系数永远大于1，而制热系数可以大于1也可以小于1。(X)供热量一定，用电炉取暖与用热泵式空调取暖耗电量一样多。(X)从饱和液体状态汽化成饱和蒸

13、汽状态，因为汽化过程温度未变，所以*含的 变化量。(X)若容器中气体的绝对压力保持不变，压力表上的读数就不会改变。(X)湿饱和蒸汽的焙等于饱和水的焙加上干度乘以汽化过程中饱和水变成干 饱蒸汽所吸收的热量。(X)理想气体经历一可逆定温过程，由于温度不变，则工质不可能与外界交13、在绝热良好的房间内，有一台设备完好的冰箱在工作，在炎热的夏天打 开冰箱，人会感到凉爽，问室内温度是否会越来越低？请用热力学原理加以 解释。答：一开始，人会感到凉爽，这是由于房间内空气中的内能传递到冰箱内， 而此时冰箱输入功率转化的热小于空气进入冰箱的内热能， 故 空气温度降低，人感到凉爽。随着时间的进行，冰箱输入功率转化

14、的热越来越多地进入房间空 气中， 空气的温度逐步回升。这样，房间内的温度不会越来越低14、选择题(1)、一热力学过程，其w= . Pdvs寸，则此过程是(A )B.任意过程.D.定压过程.Cp-CV)X B )的B.不变化A.不可逆过程C.可逆过程.(2)、对于某理想气体，当温度变化时(A 变化C 不能确定(3)、在两彳、恒温热源间工作的热机A、 机是水蒸汽，则热效率nA和恥(A)A.相等C. n A n B(4)、在闭口绝热系中进行的一切过程A增大.C.不变A.热泵取暖合理.C.二者效果一样.、闭口系能量方程为(DA. Q+A U+W=OC. Q A U+W=OD.不能确定.，必定使系统的爛

15、(D )减少.B 不能确定D. ,冬天用热泵取暖和用电炉取暖相比，从热 定的条件下力学观点看(A )B.电炉取暖合理D.不能确定.A.温度与热力学能C温度与燔)B. Q+A UW=0D. Q A U、理想气体的(C)B.温度与焙D.热力学能与垢是两个相互独立的状态参数。(8)、已知一理想气体可逆过程中，Wt=w,此过程的特性为(B )A.定压C定容(9)力变化的尖系为A. dh= vdpC.dh= pdvB.定温D.绝热气流熄的变化与压、可逆绝热稳定流动过程中B)B.dh=vdpD.dh=pdv(10)、水蒸汽动力循环的下列设备中，作功损失最大的设备是(A)A.锅炉B.汽轮机C.凝汽器D.水泵

16、外界(或)环境的定义是指(D )。A系统边界之外的一切物体B与系统发生热交换的热源C与系统发生功交换的功源D系统边界之外与系统发生联系的一切物体系统平衡时的广延性参数(广延量)的特点是(D )。A其值的大小与质量多少无矢B不具有可加性C整个系统的广延量与局部的广延量一样D与质量多少有矢，具有可加性理想气体多变指数nvO的多变膨胀过程，其过程特性具有_人_的结果A Q0, AU0, W0 B Q0, AU0C Q0, AUvO , W0 D Q0 , W0卡诺定理表明：所有工作于两个不同恒温热源之间的一切热机的热效率(B )。A 都相等，可以采用任何循环B不相等，以可逆热机的热效率为最高C 均相

17、等，仅仅取决于热源和冷源的温度D 不相等，与所采用的工质有矢系。压力为4 bar的气体流入1 bar的环境中，为使其在喷管中充分膨胀，宜采用(D ) A渐缩喷管B渐扩喷管C直管D缩放喷管一个橡皮气球在太阳下被照晒，气球在吸热过程中膨胀，气球内的压力正比于气球的容积。则气球内的气体进行的是(B )A定压过程B多变过程C定温过程D 定容过程T2V2=S = Cv In R In(17)燔变计算式门W只适用于(D)0A一切工质的可逆过程B 切工质的不可逆过程c理想气体的可逆过程D理想气体的一切过程(18)析一个有工质流入与流出的研究对象，将热力系统选为(D )。A闭口系统；B开口系统；C孤立系统；D

18、 A , B, C都可以。(19)热力系的储存能包括(A )。A 内部储存能与外部储存能C内动能与内位能(20)(A)Q 0( B) Q V 0B热力学能与动能D热力学能与宏观势能工质嫡的增加，意味着工质的(D)。(C ) Q = 0( D)不一定(21)贮有空气的绝热刚性密闭容器中，按装有电加热丝通电后，如取空气为系统，则 过程中的能量尖系有(C)AQ0, AU0 , W0C Q0, AU0 , W=0BQ=0DQ=0,AU0 , W 0)中，流速(D )。A等于喉部临界流速；B等于当地音速；C小于当地音速；D大于当地音速。B开口的绝热系统所组成；D A, B, C，均是孤立系统可以理解为(

19、C)。A闭口的绝热系统所组成；C系统连同相互作用的外界所组成；)0B)提高平均放热温度，提高循环热效率D)提高乏汽干度，降低循环不可逆性采用蒸汽再热循环的目的在于(A)降低乏汽干度，提高汽轮机稳定性；(C)提高乏汽干度，提高循环热效率；(15、请解释何谓孤立系统燔增原理, 途？该原理在热力学分析中有什么用答：对于孤立系嫡方程dSjs。二dSsys二dSg而燔产dSg总是非负的即 dSg_0或dSiso_0，称为孤立系的嫡增原理。孤立系统内部进行的一切实际过程都是朝着嫡增加的方向进行，极限情况维持不变。任何使 孤立系统燔减小的过程都是不可能实现的。判断过程进行的方向与条 件.16、请分别回答热力

20、学中所谓的第一类永动机与第二类永动机的物理意义 答：不消耗任何能量而源源不断做功的机器为第一永动机 源吸热，使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机为第二永动 机。17、理想气体燔变的计算式是由可逆过程导出的，它是否可用于计算不可 逆过程初、终态的嫡变？为什么？答：可以,只和初末状态有矢系，嫡为状态参数.18、刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A中存有高压氮气，B中保持真 空。若将隔板抽去，分析容器中空气的热力学能如何变化？答：抽取隔板， 以容器中的氮气为热力系，在刚性绝热容器中，氮气和外界既无物质的交换 也无能量的交换，有热力学第一定律知：q二uw, q=0, w=0,因此，隔板抽取

21、前后Au =0.19、气体吸热后温度一定升高吗?液体吸热后温度一定升高吗？并给出理由。答：气体吸热后，温度不一定升高 由 q= 3+w 若吸热的同时对外界做功，而且此时，则热力学能降低即u 1c当门=E时叶c= 023、如何用热力学知识描述水的饱和状态？答：在一定的温度下，容器内的水蒸气压力总会自动稳定在一个数值上，此 时进入水界面和脱离水界面的分子数相等，水蒸气和液态水处于动态平衡状态，即饱和状态。饱和状态下的液态水称为饱和水；饱和状态 下的水蒸气称为饱和水蒸气；饱和蒸汽的压力称为饱和压力；与此相对应的 温度称为饱和温度。24、卡诺循环是理想循环，为什么蒸汽动力循环利用了水蒸汽在两相区等压

22、等温的特点，而不采用卡诺循环?答：采用卡诺循环必须要求工质实现定温加热和放热，但是难以实现。而 水蒸气两相区却可满足定温加热和放热。而此时也是定压过程。所以实际 蒸汽循环不采用卡诺循环。计算分析题Ws，判1 某蒸汽压缩制冷过程,制冷剂在25 0K吸收热量QL,在3出热量屮压缩和膨胀过程是绝热的，向制冷机输入的功为断下列问题的性质。(A可逆的B不可逆的C不可能的).QL =2000kJWs=400kJ250=5可逆 30（F250竺2=5眼400二可逆该制冷过程是可逆的(2). QL=1OOOkJ QH= - 1500kJ2505=Qk = Ql10002可逆 30S250Ws Qh -Ql 1

23、500-1000”可逆该制冷过程是不可逆的.Ws=100kJQH=- 700kJ廿2505ql qh-ws 7o0pq（C ）可逆=300250Ws Ws100(2)在锅炉和冷凝器的压力的饱和温度之间运行的卡诺循环的效率，以及离开锅炉的过热蒸汽温度和冷凝器饱和温度之间运行的卡诺循环的效 率。（3）若透平机是不可逆绝热操作，其熄是可逆过程的80%。求此时的循环效率。解：（1）各状态点的热力学丿性质，可由附录水蒸汽表查得He =303.46KJ kgP361HiHe= J VdP =V（RR）=1.0245n0 =（1 ,A0.035A10 =1.5kJ kgh1 =33.46 SkJ “（由于液

24、体压力增加其X含增加很少，可以近似H =He）H4 =2992.7 KJ kg,SA 6.8381 kJ kg, K,该循环透平机进行绝热可逆操作，增压泵也进行绝热可逆操作时效率 最 高。s二$ =&如、由0035Mpa，查得 气相，=7.7153V kg（查饱和蒸汽性质表）_4仪木目，J = .9852kJ 切 K4（查饱和水性质表内插）气相含量为XS3 =x Sg (1 -x)Si=x 7.7153(1 -x) 0.9852 =6.8381x =0.87Hs =x Hg (1x)H=0.87 2631.4 (1-0.87) 303.46 = 2328.77kJ kg,H4 - Hs 299

25、2.7 -2328.77450.247H4 -Hi 2992.7 -303.96冷凝器压力0035Mpa，饱和温度为72.69 C锅炉压力15Mpa ,饱和温度为198.32 C。卡诺循环运行在此两温度之间，卡诺循环效卡低 J98.372 69 ,.267T 高-198.32 273若卡诺循环运行在实际的二个温度之间，其效率为十签弩 375不可逆过程的茫差为0.80(H 2-H3)而吸收的热仍为出已，因此严HM4Xo8O 0.247 7198 效率 H4-出3 某压缩制冷装置，用氨作为制冷剂，氨在蒸发器中的温度为-25 C,冷却器中的压力为LOMPa，假定氨进入压缩机时为饱和蒸汽，而离开冷凝

26、器时为饱和液体，每小时制冷量Q。为1.67 x 105 kJ -h-1 o求：(1)所需的氨流率;(2)制冷系数。解：通过NH3的P-H图可查到各状态点怡值。按照题意，氨进入压缩机为饱和状态1，离幵冷凝器为饱和状态3。氨在蒸发器中的过程即4- 1 Hi=1430KJkg1H2=1710KJ kg1氨在冷凝器中的过程即2- 3,出二H4=320KJ kg1二164=150.5kgN 氨流率 q0 出日41430-3201110”280= 3.96制冷系数q。 tb-H4_ 1430 -320注：求解此-WsM HA HiH1710-1430类题目：矢键在于首先确定各过程状态点的位置，然后在P-H

27、图或T S图上查到相应的熄(或温度、压力)值，进行计算。4 某压缩制冷装置，用氨作为制冷剂，氨在蒸发器中的温度为25 C,冷凝器内的压力为1180kPa，假定氨进入压气机时为饱和蒸气，而离开冷凝器时是饱和液体，如果每小时的制冷量为167000KJ ,求所需的氨流 率；制冷系数。解：此氨制冷循环示于右图所示T-S图上。查的 T-S 图，得 M=1648kJ/kg , H2=1958kJ/kg ,H3=H4=565kJ/kg则单位质量制冷剂的制冷量为q0=Hi-H4=1648 -565=1083(kJ/kg)所需的氨流率为Q 167000G=q。 1083 =154.2 (kg/h )(2)制冷系

28、数为qo qo1083= H2Hi 19581648=3495、容器被分隔成AB两室，如图1-4所示，已知当地大气压Pb =0.1013MPa，气压表2读为pe2 = 0.04MPa ,气压表1的读数Pei =Pa = Pb + Pe2Pb = Pa - Pe2 = 0.39153MPa - 0.04MPa = 0.3553MPaPe3 = Pb- Pb = 0.3553MPa - 0.1013MPa = 0.254MPa6、如图所示的气缸，其内充以空气。气缸截面积A=100cm2，活塞距底面高度H=10cm。活塞及其上重物的总重量G仁195kg。当地的大气压力 pO=771mmHg，环境温度

29、t0=27 c 若当气缸内气体与外界处于热力平衡 时，把活塞重物取去100kg，活塞将突然上升，最后重新达到热力平衡。假定活塞和气缸壁之间无摩擦，气体可以通过气缸壁和外界充分换热,试求活塞上升的距离和空气对外作的功及与环 境的换热量。解：(1)确定空气的初始状态参数p. = D. + A_ = (771x133.32)Pa + x9.g07m/s2了 100 xl0,4m3=2.941 xIO5 Pajz =AxH = lOOx 10Hn? x 10 xl0-2m = IOAn?T = 273 + 27 = 300K(2)确定取去重物后，空气的终止状态参数由于活塞无序擦又能充分与外界进行热交换

30、故当熏新达到热力平衡时气缸 内的压力和温度应与外界的压力和温度相等。则有7； =7； =300K晟二刃十子二(771x133.32)Pa + jnn A-x9.807m/s卫100 x10 m=1.96x10s Pa由理想气体状态方AP V=mRs TjW 可得rr rz 冋,3 294100 Pa*”73K = K 一 = 10 m x= 1.5 10 mp,196000 Pa活塞上升距离AH = (V2- VAA = (1.5x W3- 1.0 xIO 3 )7(100 x10A)=5 xl0-2m = 5 cm对外作功量fF= AAr = 1.96 X 10sPa x (1,5x10,3

31、-10-3)m3 = 98J(5)求与外界交换的热量由热力学第淀律；e=Ar+Jf由于T、二丁型故5二5，贝I；Q =矿二98J讨论:(1 )过程是不可逆过程，计算式”二矿不能用 本题用外界参数计算功足一种特例。(2)系统对外作功98J,但用于提升奠物的仅是一部分， 另-部分是用于克服大气压力所作的功亠7、一容积为0.15m3的储气罐,内装氧气，其初态压力p1=0.55MPa ,温度t1 =38 C。若对氧气加热，其温度、压力都升高。储气罐上装有压力控制阀，当压力超过0.7MPa时，阀门便自动打开，放走部分氧气，即储气罐中维持的最大压力为0.7MPa。问当罐中温度为285 C,对罐内氧气共加入

32、了多少热量？设氧气的比热容为定值，cv=0.657kJ/(kg-K)p二 0.917kJ/(kg K)解：这亠题日包括了西个过程，一是由冋=0古訂IP跖A=38V被定容加热二是出pfURZP訓被定压加热刮jp尸(L71VIPD, #尸2砧由于，当pp：=0.7MPa时，阀门不会打开，因而储气鑲中的气体质锻不变，有储气 搆总容积不变，则比休积为定值。而当pAp2=0.7MPa后*阀门开启氣气会随着热量的 加入不断跑岀*以便维持罐中最大压力07MPa不变，因而此过程乂是一个质量不断变化 的定尿过程*(1)1 -2为定容过程抿据定容过程状态参数王间的变化规律，有该过程吸热量为土O.55xlOcp4x

33、O.15ii?O.26xlO3J/(kg-K)x31 IK=56 84xlCAJ=56.S4kJ71 二厂会(273 + 38)xA 95.x0.657x 103J/fkg K)x(395 8K -31 IK)C2；2 3过程中质虽随时在变，因此先列出其微兀变化的吸热虽整个过程的换热量为上In E 917xlOM/(kg.K)xlnAXg 二 127.2xl0B127.2kJ对罐内气体:共加入总热量O.7xlO6PaxO.15m3026x103J/(kgK)2 = Qv+ep=56.84 + 127,2 = 1 84,04k J讨论二对于一个实际过程，尖锥要分析清楚所进行的过程是什么过程，即确

34、定过程指数，一旦了解过程的性质，就可根据给定的条件，依据状态参数Z间的尖系，求得未 知的状态参数，并进一步求得过程中能量的传递与转换量。当题目中给出同一状态下的占个状态参数儿F时，实际上隐含给出了此状态下工质的质屋，所以求能屋转换最时，应求总质呆对应的能最转换杲，而不应求单位 质量的能量转换量。题目的2-3)1程是一变质量过程，对于这样的过程，可先按质最不变列出微元表达式，然后积分求得。息有一蒸汽动力厂按依次再热以及抽气回热理想循环工作，如图。新蒸汽参数为Pi=14MPa，t=550 C,再热压力pA=3.5MPa，再热温度tR=t=550 C ,回热抽气压力pB=0.5MPa，回热器为混合式

35、，背压p2=0.004MPa。水泵功可忽略。试：(1 )定性画出循环的T-s图；(2)求抽气系数aB；( 3)求循环输出净功Wnet 吸热量5 ,放热量；(4)求循环热效率n。解：(1)循环T七图如下图所示;v2)查水蒸气图表得各点参数：1点，根据山、匕查得hi =3459.2 kJ/kgA点：由h屿图上卩几定压线与过1点的定燔线的交点得 hA=3072 kJ/kgR点：根据卩从培查得hR-3564.5 kJ/kg氏点、2点：由h”S图上加P/各定压线与过R点的定爛线的交点得hB=2976.5 kJ/kg. hs=2240 kJ/kg3(4)点:A=A2=12141A/1 (05(6)点：A=

36、A=A(5=640.1 kJ/kg干皐柚与军数 十是域飞系艱/7-/7-(640-121.41 阳/艇、爲二=0.182日撫_九(2976.5121.41)幻 7 艇3)循环净功%严二依亦J十他一九)+(1 陽 X &) - =(3459.23072)V/Aq+(3564.52976.5)4/A+(1-0.182X2976,5 - 224O)V / 蜃二1刃7初艇循环吸热量 4二(虫-he)AhR-hA)和二(3459 2-640丨劝鏡+(3564,53072)好/焰二3311.6朋/锂丨循环放热量I鱼；(1二每X11H【匡)二(匚01八2)(2240匚12141跑7蜃 匚733M /艇 循环

37、化一一| F =47HQf3311.6t/A9、一个装有2kg工质的闭口系经历了如下过程：过程中系统散热25kJ，外界对系统作功100kJ，比热力学能减小15kJ/kg，并且整个系统被举高1000m。试确定过程中系统动能的变化。解：由于需考虑闭口系动能及位能的变化，所以应选用第一定律的一般表达式:1 7O AD* + + 哗 Az + W于是17=(-25n) -(-100 N)-(2kg)x(-15kJ/kg)(2A)X(9.8J?2/iS2)(1000AX 10 3)二 85.4V结果说明系统动能增加了 85.4 kJ10、一活塞气缸装置中的气体经历了 2个过程。从状态1到状态2,气体吸热

38、500kJ，活塞对外作功800kJ。从状态2到状态3是一个定压的压缩过程，压力为p=400kPa,气体向外散热450kJ。并且已知Ui=2000KJ,U3=3500KJ，试算2 3过程气体体积变化。解：【分析】过程23是一定定压压缩过程其功的计算可利用：二旳（耳一堆）（因此，若能求出W妙则由式门）即可求得AV,而WN可由闭口系能量方程求得口 对于过程1一乙所以 U2=Qn- % + 3 二 500V 00V + 2000 财二 1700V对于过程23.讯爲二。打 一 (4 6)二(-450V) (35001700)A = -2250U最后由式1）得 A3 /A2 = 2250V/AOOkPa

39、=5.625m负号说明在压缩过程中休积减小。11、气缸中封有空气，初态为Pi二02MPa、Vi=04m，缓慢膨胀到V?二0.8m。（1）过程中pV维持不变；（2）过程中气体先循 p幌二0405Vm3膨胀到Vm=06m ,再维持压力不变膨胀到V2=0.8m3。试分别求两过程中气体作出的膨胀功。-5.54x 104 JA-AV = p. Vt In 么 0.2x1 炉 Pa x0.4m3 xV1 V0.4n/nil - /xlvJIJw阳亿片）罕用七）+ 0从.打）炉I- 1 =0.4x （0.6 04）+（0.62 -04 V） + 0. lx （0.8- 0.6）x 106 = L5x 10s

40、 J212、空气在压气机中被压缩。压缩前空气的参数为Pi = 0.2MPa，Vi = 0.845m /kg ;压缩后的参数为P2=0.8MPa , V2=0.175m3/kg。设在压缩过程中每千克空气的热力学能增加146.5kJ，同时向外放出热量50kJ。压气机每分钟产生压缩空气10kg。求：压缩过程中对每千克空气作的功；（2）每生产1kg压缩空气所需的功（技术功）；（3）带动此压气机所用电动 机的功率。解闭口系能量方程解闭口系能量方程q 二 Ai/ + w,mz牛 g 二一5()kJ/kg, Au = 146.5kJ/kgiv 二 g.如=50kJ146.5U 二-I96.5U 险即压缩过程

41、中压气机对每公斤气体作功196JkJ压气机是开H热力系生产1冲空气需要的是技术功忙。ill开II系能量守恒式g 二 AA 卜 Hj得 斗=qAh = q- Au- A(pv) = q Au-(p2V2 - p 片)= -50kJ/kg-146.5kJ/kg-(0.8 x IO3 kPa x 0.175m3 / kg - 0.1 x 103 kPa x 0.845m3 / kg)= 252kJ/kg即每生产1公斤压缩空花所需技术功为252U压气机蒔分钟生产压缩空气10kg,即l/6kg/s故带动压气机的电机功率为N = q 旳=iku/sx252kJ/ks = 42kW rQ 1TJ-f)13、

42、朗肯循环中，冷凝压力为3kPa，水由水泵增压至6MPa后送入锅炉。锅炉出口蒸汽温度为600 C, h3二3658.4 kJ / kg，汽轮机排汽比*含为hu二2126 kJ / kg，凝结水比*含hi =101 kJ/kg。在忽略泵耗功的情况下，试求：(1 )求朗肯循环的热效率。如果在上述朗肯循环的基础上采用回热，在系统中使用开式(混合式)给水加热器，用于加热给水的蒸汽比熄为h5 =2859 kj/kg，状态点6的%含值为604kJ/kg，试求回热循环的热效率，并与无回热时的热效率进行比较；在上述回热循环的基础上，还有哪些提高循环效率的措施？解：(1)锅炉吸热量为qB = h3 g = 3658.4 一101 = 3557.4 kJ/kg汽轮机输出功为W 二 h3 414 =3658.4 -2126 =1532.4 kJ/kg循环热效率为1532 4 口=0.431 或 43.1%qs 3557.4(2)开式给水加热器热平衡方程为八h6=飞 .怡he - hla h5十循环净功Wnet= h3 -h51-) h5 -h4 = 3658.4 -28591 -0.1822859 -2126