《工程热力学第二章习题课.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程热力学第二章习题课.ppt（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、工程热力学第二章习题课 1 某闭系中8kg理想气体经历了4个过程 1 2和3 4为绝热过程 变化规律为pv1 4 const 2 3和4 1为定容过程 已知p1 5MPa v1 0 02m3 kg p2 2 5MPa p3 0 8MPa 试计算各过程的体积功及全过程的净功 解 由题意知 对于1 2和3 4过程 系统只做体积功 与外界无热传递 而对于2 3和4 1过程 由于无体积的变化 系统只有热量传递 但不做功 对于1 2过程 因为pv1 4 const 即p1v11 4 p2v21 4所以5 0 02 1 4 2 5 v21 4 求得v2 0 0328m3 kg故该过程的体积功为 1 某闭系
2、中8kg理想气体经历了4个过程 1 2和3 4为绝热过程 变化规律为pv1 4 const 2 3和4 1为定容过程 已知p1 5MPa v1 0 02m3 kg p2 2 5MPa p3 0 8MPa 试计算各过程的体积功及全过程的净功 解 1 某闭系中8kg理想气体经历了4个过程 1 2和3 4为绝热过程 变化规律为pv1 4 const 2 3和4 1为定容过程 已知p1 5MPa v1 0 02m3 kg p2 2 5MPa p3 0 8MPa 试计算各过程的体积功及全过程的净功 解 对于2 3过程 因为该过程为定容过程 无体积变化 因此W2 0对于3 4过程 因为V3 V2 0 03
3、28m3 kg V4 V1 0 02m3 kgk所以该过程的体积功为 1 某闭系中8kg理想气体经历了4个过程 1 2和3 4为绝热过程 变化规律为pv1 4 const 2 3和4 1为定容过程 已知p1 5MPa v1 0 02m3 kg p2 2 5MPa p3 0 8MPa 试计算各过程的体积功及全过程的净功 解 对于4 1过程 因为该过程为定容过程 无体积变化 因此W4 0所以全过程的净功为 3 如图所示的气缸 其内充以空气 气缸截面积为100cm2 活塞及其上重物的总重为200kg 活塞初始位置距底面8cm 大气压力为0 1MPa 温度为25 气体与环境处于平衡状态 现在把重物取走
4、100kg 活塞将突然上升 最后重新达到平衡 若忽略活塞与气缸间的摩擦 气体与外界可充分换热 试求活塞上升的距离和气体与外界的换热量 解 1 上升的距离由题意设 外界大气压为pb 重物取走前 气缸内的气压为p1 取走100kg重物后 当系统重新达到平衡后气缸内的气压为p2 则有 式中 pb 0 1MPa m1 200kg m2 100kg A 100cm2 代入上式有 所以p1 2 962 105Pa p2 1 981 105Pa又由题意可知 气体与外界可充分换热 而外界温度值为25 因此气缸内气体的温度也不会变 3 如图所示的气缸 其内充以空气 气缸截面积为100cm2 活塞及其上重物的总重
5、为200kg 活塞初始位置距底面8cm 大气压力为0 1MPa 温度为25 气体与环境处于平衡状态 现在把重物取走100kg 活塞将突然上升 最后重新达到平衡 若忽略活塞与气缸间的摩擦 气体与外界可充分换热 试求活塞上升的距离和气体与外界的换热量 解 3 如图所示的气缸 其内充以空气 气缸截面积为100cm2 活塞及其上重物的总重为200kg 活塞初始位置距底面8cm 大气压力为0 1MPa 温度为25 气体与环境处于平衡状态 现在把重物取走100kg 活塞将突然上升 最后重新达到平衡 若忽略活塞与气缸间的摩擦 气体与外界可充分换热 试求活塞上升的距离和气体与外界的换热量 2 换热量 解法一
6、3 如图所示的气缸 其内充以空气 气缸截面积为100cm2 活塞及其上重物的总重为200kg 活塞初始位置距底面8cm 大气压力为0 1MPa 温度为25 气体与环境处于平衡状态 现在把重物取走100kg 活塞将突然上升 最后重新达到平衡 若忽略活塞与气缸间的摩擦 气体与外界可充分换热 试求活塞上升的距离和气体与外界的换热量 2 换热量 解法二 4 以压气机压缩空气 压缩前空气的参数是p1 0 1MPa v1 0 85m3 kg 压缩后的参数p2 1MPa v2 0 2m3 kg 若压缩过程中1kg空气的内能增加146kJ 同时向外放热40kJ 空气流量为15kg min 求气体的压缩功 技术
7、功及该压气机的功率 解 4 以压气机压缩空气 压缩前空气的参数是p1 0 1MPa v1 0 85m3 kg 压缩后的参数p2 1MPa v2 0 2m3 kg 若压缩过程中1kg空气的内能增加146kJ 同时向外放热40kJ 空气流量为15kg min 求气体的压缩功 技术功及该压气机的功率 解 8 某热机工作在T1 670K和T2 300K的两恒温热源之间 其热效率为相应卡诺循环热效率的80 如果热机每分钟从高温热源吸热100kJ 试计算热机的热效率和功率 解 10 有人声称设计了一台热机 从540K的热源吸热1000kJ 同时向300K的热源放热 对外做功480kJ 试判断该热机真实否
8、解 10 有人声称设计了一台热机 从540K的热源吸热1000kJ 同时向300K的热源放热 对外做功480kJ 试判断该热机真实否 解 11 某热机工作于1000K和400K的两恒温热源之间 若每循环中工质从高温热源吸热200kJ 试计算其最大循环功 如果工质吸热时与高温热源的温差为150K 在放热时与低温热源的温差为20K 则该热量中最多有多少可转变成功 如果循环过程中不仅存在温差传热 而且由于摩擦又使循环功减少40kJ 该热机热效率又为多少 上述三种循环的熵产各为多少 解 11 某热机工作于1000K和400K的两恒温热源之间 若每循环中工质从高温热源吸热200kJ 试计算其最大循环功
9、如果工质吸热时与高温热源的温差为150K 在放热时与低温热源的温差为20K 则该热量中最多有多少可转变成功 如果循环过程中不仅存在温差传热 而且由于摩擦又使循环功减少40kJ 该热机热效率又为多少 上述三种循环的熵产各为多少 解 11 某热机工作于1000K和400K的两恒温热源之间 若每循环中工质从高温热源吸热200kJ 试计算其最大循环功 如果工质吸热时与高温热源的温差为150K 在放热时与低温热源的温差为20K 则该热量中最多有多少可转变成功 如果循环过程中不仅存在温差传热 而且由于摩擦又使循环功减少40kJ 该热机热效率又为多少 上述三种循环的熵产各为多少 解 11 某热机工作于100
10、0K和400K的两恒温热源之间 若每循环中工质从高温热源吸热200kJ 试计算其最大循环功 如果工质吸热时与高温热源的温差为150K 在放热时与低温热源的温差为20K 则该热量中最多有多少可转变成功 如果循环过程中不仅存在温差传热 而且由于摩擦又使循环功减少40kJ 该热机热效率又为多少 上述三种循环的熵产各为多少 解 11 某热机工作于1000K和400K的两恒温热源之间 若每循环中工质从高温热源吸热200kJ 试计算其最大循环功 如果工质吸热时与高温热源的温差为150K 在放热时与低温热源的温差为20K 则该热量中最多有多少可转变成功 如果循环过程中不仅存在温差传热 而且由于摩擦又使循环功减少40kJ 该热机热效率又为多少 上述三种循环的熵产各为多少 解
