1、word完美格式工程熱力學(xué)習(xí)題集答案、填空題1 .常規(guī)新2 .能量物質(zhì)3 .強(qiáng)度量4 .54KPa5 .準(zhǔn)平衡耗散6 .干飽和蒸汽過(guò)熱蒸汽7 .Wj多8 .等于零9 .與外界熱交換10.2Rg一次二次12 .熱量13 .兩14 .173KPa15 .系統(tǒng)和外界16 .定溫絕熱可逆17 .小大18 .小于零19 .不可逆因素20 .7R2g21、（壓力）、（溫度）、（體積）。22、（單值）。23、（系統(tǒng)內(nèi)部及系統(tǒng)與外界之間各種不平衡的熱力勢(shì)差為零）24、（嫡產(chǎn)）。25、（兩個(gè)可逆定溫和兩個(gè)可逆絕熱）26、（方向）、（限度）、（條件）。31 .孤立系；32 .開(kāi)爾文（K）;33 .一悵=卜2-h1

2、或w=h2h34 .小于t2t235.CCt10的Mi36.n“i/Mii137.熱量38.65.29%精心整理學(xué)習(xí)幫手word完美格式39.環(huán)境40.增壓比41.孤立42熱力學(xué)能、宏觀動(dòng)能、重力位能43.65044 .cv（T2-Ti）45 .cnlnT246.22.1247 .當(dāng)?shù)匾羲?8 .環(huán)境溫度49 .多級(jí)壓縮、中間冷卻50.051.52.與1（物質(zhì)）（絕對(duì)壓力）。53 .（q=（h2-h1）+（C2cl）/2+g（Z2-Z1）+wS）。54 .（溫度）55 .（0.657）kJ/kgK。56 .（定嫡線）57 .（逆向循環(huán)）。58 .（兩個(gè)可逆定溫過(guò)程和兩個(gè)可逆絕熱過(guò)程）59 .（

3、預(yù)熱階段、汽化階段、過(guò)熱階段）。60 .（增大）、單項(xiàng)選擇題I .C2.D3.D4.A5.C6.B7.A8.A9.C10.BII .A12.B13.B14.B15.D16.B17.A18.B19.B20.C21.C22.C23.A三、判斷題I .，23.父4.，5.x6.父7,乂8.父9.父10.父II .父12.父13.父14.V15.父16.父17.父18.V19.V20.V21.(X)22.(，)23.(X)24.(X)25.(，)26.(X)27.(，)28.(，)29. (X)30.(，)四、簡(jiǎn)答題精心整理學(xué)習(xí)幫手word完美格式1 .它們共同處都是在無(wú)限小勢(shì)差作用下，非常緩慢地進(jìn)行

4、，由無(wú)限接近平衡狀態(tài)的狀態(tài)組成的過(guò)程。它們的區(qū)別在于準(zhǔn)平衡過(guò)程不排斥摩擦能量損耗現(xiàn)象的存在，可逆過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生任何能量的損耗。一個(gè)可逆過(guò)程一定是一個(gè)準(zhǔn)平衡過(guò)程，沒(méi)有摩擦的準(zhǔn)平衡過(guò)程就是可逆過(guò)程。1.1 kg氣體:pv=RrTmkg氣體：pV=mRTIkmol氣體：pVm=RTnkmol氣體：pV=nRTRr是氣體常數(shù)與物性有關(guān)，R是摩爾氣體常數(shù)與物性無(wú)關(guān)。3 .干飽和蒸汽：x=1,p=pst=tsv=v,h=hs=s濕飽和蒸汽：0x1,p=pst=tsvvv,hhh,ss0。14 .什么是可逆過(guò)程？實(shí)施可逆過(guò)程的條件是什么？答：可逆過(guò)程為系統(tǒng)與外界能夠同時(shí)恢復(fù)到原態(tài)的熱力過(guò)程。實(shí)施可逆過(guò)程的條件

5、是推動(dòng)過(guò)程進(jìn)行的勢(shì)差為無(wú)窮小，而且無(wú)功的耗散。五、名詞解釋1 .熱力系儲(chǔ)存能包括：熱力學(xué)能、宏觀動(dòng)能和重力位能。-E值使得曲邊梯形2 .對(duì)于c-t圖上曲邊梯形面積，由微積分中值定理知，必然存在精心整理學(xué)習(xí)幫手word完美格式面積與一矩形面積相等，這個(gè)E值在c-t圖上就是平均質(zhì)量熱容的概念。3 .不可逆過(guò)程中，不可逆因素引起的嫡的變化稱為嫡產(chǎn)。4 .所謂穩(wěn)定流動(dòng)，是指流體流經(jīng)管道中任意點(diǎn)的熱力狀態(tài)參數(shù)及流速等均不隨時(shí)間而變化的流動(dòng)過(guò)程。5 .濕空氣的始值等于干空氣的始值與水蒸氣的始值之和。六、分析題1、解：(方法一)過(guò)b、c分別作等溫線，因?yàn)門(mén)bTc,故ubauc即&Uab=UbUaAUac=U

6、cUa(方法二)考慮過(guò)程b-cq=uw二uc-ubwq=0VcVbw0UbUc,iUabAUac2、u0,q0所以w0解：因?yàn)椋簈=Au+w1-3：1nT1及S3Si則有:邊壓縮邊放熱工u0,q01-2：k仙/HT2T1SS20邊膨脹邊放熱1-4:0An1sA*且T4AT1及S4S1八八Rg，u0,q0w=-g-（T1T4A0邊膨脹邊吸熱n-11-5：1n1_5kJlT5S）u0,w0邊膨脹邊吸熱邊降溫3、請(qǐng)問(wèn)一下幾種說(shuō)法正確嗎？為什么？(1)嫡增大的過(guò)程必為不可逆過(guò)程；答：不正確。嫡增大的過(guò)程不一定為不可逆過(guò)程，因?yàn)榈赵龃蟀ǖ樟骱偷债a(chǎn)兩部分，如果嫡流大于0,而嫡產(chǎn)為0的可逆過(guò)程，上仍然是增

7、大的。(2)嫡產(chǎn)Sg0的過(guò)程必為不可逆過(guò)程。答：正確。嫡產(chǎn)是由于熱力過(guò)程中的不可逆因素導(dǎo)致的，因此當(dāng)?shù)债a(chǎn)Sg0,則此過(guò)程必定為不可逆過(guò)程。精心整理學(xué)習(xí)幫手word完美格式4、某循環(huán)在700K的熱源及400K的冷源之間工作，如圖3所示。(1)(2) 解：用克勞修斯積分不等式判別循環(huán)是熱機(jī)循環(huán)還是制冷循環(huán)，可逆還是不可逆用卡諾定理判別循環(huán)是熱機(jī)循環(huán)還是制冷循環(huán)，可逆還是不可逆？Wnet=Q1-Q21Q1=WnetQ2|-10000kJ4000kJ=14000kJ方法1:設(shè)為熱機(jī)循環(huán)rr9QQ1Q2I=匕丁TMTr2設(shè)為制冷循環(huán)：rvQQ1工Q2=-十二TMTr214000kJ4000kJ-=10k

8、J/K0不可能700K400K圖314000kJ4000kJ700K400K=-10kJ/K符合克氏不等式，所以是不可逆制冷循環(huán)方法2:設(shè)為熱機(jī)循環(huán)c=1一:一照二0.4286Th700K不可能WnetQi幽肥;0.712614000kJ設(shè)為制冷循環(huán)Tc400KcT0-Tc700K-400K=1.33Q24000kJwnet10000kJ=0.4名%=可能但不可逆，所以是不可逆制冷循環(huán)七、計(jì)算題1.解:(1)p1=9000+98.66=9098.66kPap2=98.66-95.06=3.6kPa(2)取汽輪機(jī)汽缸內(nèi)壁和蒸汽進(jìn)、出口為系統(tǒng)，則系統(tǒng)為穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)，能量方程為.1.2q=hcgzw

9、sh2q=6.3103/40000=0.1575kJ/kg進(jìn)、出口的動(dòng)能差和位能差忽略不計(jì)，則wsh=q-h=-0.1575-(2240-3440)：1200(kJ/kg)(3)汽輪機(jī)功率3401034P=qmwsh1200=1.33104(kW)36001.9199上(4)wsh=_&c=一父(140-60)父10=8kJ/kg22精心整理學(xué)習(xí)幫手word完美格式；：=篇=。,67%2 .解:Q=mcCc(tc-tm)Qw二mWcw(tm-tw)VQc=QwmcCc(tc-tm)=mwCw(tm-tw)代入數(shù)據(jù)解得:tm=32.48c6cc3 、解：(1)Tm、：QTmC.QTmmcwd!:

10、mwcwIn-64.187In328273TwTTw18273mcccdT=mccclnTm=0,8X0.47xIn,cTTc32,482731000273.：Sg=：Sw：Sc=1.23-0.54=0.69kJ/K畫(huà)出各過(guò)程的(2)先求各狀態(tài)參數(shù)Pi=/nRT1500mol8.314J/(molK)27325KVi2m3=6.19393105Pa=6.11atmIPi)1MPa=298KM-l6.11MPa)1.6741.67=144.26KV2W1P22m3，6.11MPa港I1MPa/=5.906m31.23kJ/K-0.54kJ/K精心整理學(xué)習(xí)幫手word完美格式_3T3=T2=144

11、.26KV37=2mp3=299855Pa500mol8.314J/(molK)144.26K2m3等溫過(guò)程：熱量=膨脹功=技術(shù)功ccVVV3Q=Q1_2Q2_3=Q2_3-Wt2工=nRTln-V22m3二500mol8.314J/(molK)144.26Kln35.906m3-649.4kJ所以，放熱W=WGW4=U1-U2四2=nCVmTi-T2nRTln=500mol34.1868J/(molK)298-144.26K-649.4kJ=316.12kJLU1J3-Q1J3WH3=-649.4kJ-316.62kJ=-965.52kJH=nCpm飛一1=U：pV=-965.52kJ299

12、.855-619.393kPa2m3=1604.6kJlS12=nlnT3RlnV3T1V1二500mol34.1868J/(molK)ln144.26K298K=-4.56kJ/K4 .解：根據(jù)能量方程有Qi=：UiWiQ2=U2W27U17U2Q1-w-W2-Q2W2=Q1Q2訓(xùn)W2-QiQ2-W=-86-26=-28(kJ)5 .解：(1),=1-=1-71=72.7%Th800273精心整理學(xué)習(xí)幫手word完美格式W60cQh0Q0.727100060=12.12(kW)(3)Ql=Qh(14)=1000M(10.727)=273kJ辦凡工6.Il牛v2二V1二P10.287103(3

13、5273)0.2106-0.442m3/kgT2(180273)p2二p1二二0.2=0.294MPaT1(35273)q=cV(t2T)=0.717(180-35)=103.97kJ/kgw=0wt=V1(P1-p2)=0.442(0.2-0.294)10610歲=M1.5kJ/kg:h=cp(t2-t1)=1.004(180-35)=145.6kJ/kg7、解：缸內(nèi)氣體為熱力系-閉口系。突然取走90kg負(fù)載，氣體失去平衡，振蕩后最終建立新的平衡。雖不計(jì)摩擦，但由于非準(zhǔn)靜態(tài)，故過(guò)程不可逆。但可以應(yīng)用第一定律解析式。由于缸壁充分導(dǎo)熱，所以缸內(nèi)的氣體在熱力變化過(guò)程中的溫度是不變的。首先計(jì)算狀態(tài)1

14、和狀態(tài)2的基本參數(shù)，F(xiàn)1205P=Pb+=771X133.32+x98100=0.3039MPaA100M=Ah=1001010-6=10為3T2=工V2=A(hh)=(hh)10010-6(10h)10“m3E205-90P2-Pb-771133.3298100=0.2156MPaA100求活塞上升的高度：過(guò)程中質(zhì)量不變，且等于mRgT1RgT2V2=且V1=0.303910“=(10.：h)10”P(pán)20.2156h=4.1cm(2)氣體在過(guò)程中作的功根據(jù)熱力學(xué)第一定律，Q=AU+W,以及AU=U1U2=m2U2m1u1由于m2=m1、uKJ/Kg=丁L且Ti=T2,Au=0由于不計(jì)摩擦氣體

15、所做的功，W分為兩部分：W,位克服大氣所做的功；W2位活塞位能的增加量則W2j：Ep=mgh=(205-90)9.814.110=46.25JW=PbA：h=771133.321001044.110，=42.14J=WfW2=46.2542.14=88.4J精心整理學(xué)習(xí)幫手word完美格式8.解:(1)或者，W=p2A：H=0.2156106Pa100103m24.110/m=88.4J1到2是可逆多變過(guò)程，對(duì)初，終態(tài)用理想氣體狀態(tài)方程式有(2)vi二01287J/(kgK)1300273KPi8106Pa號(hào)耳287J/(kgK)400273KP2所以多變指數(shù)ln(R/p2)n二ln(v2/v

16、1)多變過(guò)程的膨脹功0.4106Pa-0.05643m3/kg=0.48288m3/kgln(8106Pa/0.4106MPa)ln(0.48288m3/kg/0.05643m3/kg)=1.395(3)Rg_287J/(kgK)w=T1-T2=335g)1573-673K=653.92kJ/kg多變過(guò)程的熱量q二.：uw=0T2-T1w=0.716kJ/(kgK)673-1573K653.92kJ/kg=9.52kJ/kg0故該可逆多變膨脹過(guò)程是吸熱過(guò)程14309.cv=Rr=1229J/(kgk)k-11.35-1W=0U=mc(T2Ti)=2.26X1.229X(591477)=317k

17、JQ=AU=317kJS=mdnT2=2.26x1.229xln先1=0.595kJ/KTi47710.ASg=100050027310001500273=0.73kJ/KEx1=To-ASg=(273+25)=217.5kJX0.7311.立=015=0.2140.528為縮放型噴管。Pi0.7k11.4T2=Ti(p2)k=1073X(0-)1.4=691KPi0.77c2=.2cp(T1T2)=.21004(1073-691)=876m/s精心整理學(xué)習(xí)幫手word完美格式1.66_C2_8762=a2,1.4287691P12.Q=mRTln1=1.5X0.287P20.25106X32

18、8Xln=72.1KJ0.15106W=mRTlnPL=Q=72.1KJP2 U=mQT2)=0 H=mC(T2Ti)=013.(1)P=Pi=1.5X106Pa,V=V=0.065m3/kg則t=*J.51060.065=339.7KRr2871V2=V。()K=0.065M1.5父106丫=0.102m3/kgP20.8x106115.T2=PVRr0.81060.102一2872K(2)VC2=K-Rr(T-T2)=284.3K21.4=.1.4-1287(339.7-284.3)=333.6m/s14.每小時(shí)排氣的放熱量Q:Q=mG(T。)=3600X1.2X1.021X(576+283)=1292341KJ/h此熱量中的有效能Q:Q=mTT0(1-Tj0)Q=mCp：(1T)dT=mCp(T0T1)一丁。吟：=3600X1.2X1.021X(283576)-283ln283=405345.2KJ/h576此熱量中的無(wú)效能Q:Q=QQ=1292341(405345.2)=886995.8KJ/hAo10001000ASg=5002731500273=0.73kJ/KEx1=T0-ASg=(273+25)X0.73=217.5