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1、第三章自我测验题1、填空题(1)气体常数 Rg与气体种类_关,与状态_关。通用气体常数 R与气体种类_关,与状态_关。在SI制中 R的数值是_,单位是_。(2)质量热容 c,摩尔热容 Cm与容积热容 C之间的换算关系为_。(3)理想气体的 Cp及 Cv与气体种类_关,与温度_关。它们的差值与气体种类_关,与温度_关。它们的比值与气体种类_关,与温度_关。(4)对于理想气体,d U CvdT ,d h=CpdT。它们的适用条件分别是_。(5)2kg氮气经定压加热过程从67升到237。用定值比热容计算其热力学能约变化为_,吸热量为_。接着又经定容过程降到27,其焓变化为_,放热量为_。2、利用 导
2、出多变过程膨胀功的计算公式,利用 导出多变过程技术功的计算公式。3、公式(1) ,以及() ,这两组公式对于理想气体的不可逆过程是否适用?对于实际气体的可逆过程是否适用?怎么样修改才适用于菲理想气体的可逆过程?4、绝热过程中气体与外界无热量交换,为什么还能对外作功?是否违反热力学第一定律?5、试将满足以下要求的理想气体多变过程在 p v图和 T s图上表示出来。(1)工质又膨胀,又放热。(2)工质又膨胀、又升压。(3)工质又受压缩、又升温,又吸热。(4)工质又受压缩、又降温,又将压。(5)工质又放热、又降温、又升压。6、理想气体的3个热力过程如图所示,试将3种热力过程定性地画在 p-v图上;分
3、析3个过程多变指数的范围,井将每个过程的功量、热量及热力学能变化的正负号填在表中。7、试将图示的 p v图上的2个循环分别表示在 T s图上。8、为了检查船舶制冷装置是否漏气,在充人制冷剂前,先进行压力实验,即将氮气充入该装置中,然后关闭所有通大气的阀门,使装置相当于一个密封的容器。充气结束时,装置内氮的表压力为 1MPa,温度为 27 。 24 h后,环境温度下降为 17(装置中氮气温度也下降到17) ,氮气的表压力为934.5kPa。设大气压力为O.1MPa,试问氮气是否漏气?9、氧气瓶容积为10立方厘米,压力为20MPa。温度为20。该气瓶放置在一个O.01立方米的绝热容器中,设容器内为
4、真空。试求当氧气瓶不慎破裂,气体充满整个绝热容器时,气体的压力及温度,并分析小瓶破裂时气体变化经历的过程。10、绝热刚性容器用隔板分成两部分。使 VA2 VB3立方米,A部分储有温度为20、压力为0.6MPa的空气,B为真空。当抽去隔板后,空气即充满整个容器,最后达到平衡状态。求:(1)空气的热力学能、焓和温度的变化;(2)压力的变化;(3)熵的变化。11、如图所示,为了提高进入空气预热器的冷空气温度,采用再循环管。已知冷空气原来的温度为20,空气流量为 90 000 立方米/h,从再循环管出来的热空气温度为350。若将冷空气温度提高至40,求引出的热空气量(标准状态下) 。用平均比热咨表数据
5、计算,设过程进行中压力不变。又若热空气再循环管内的空气表压力为1.47kPa,流速为20m/s,当地的大气压力为100kPa,求再循环管的直径。12、1kg空气,初态 p11.0MPa, t1500,在气缸中可逆定容放热到 p20.5MPa,然后可逆绝热压缩到 t3=500,再经可逆定温过程又回到初态。求各过程的 u , h , s 及 w和 q各为多少?并在 p v图和 T s图上画出这3个过程。13、某储气筒内装有压缩空气,当时当地的大气温度 t0=25,大气压力 p0=98kPa,问储气筒内压力在什么范围才可能使放气阀门打开时,在阀附近出现结冰现象?14、柴油机的气缸吸入温度为 t150
6、、压力为 p10.1MPa的空气外0.032立方米。经过多变压缩过程,使气体的压力上升为 p23.2MPa,容积为 V2=0.00213立方米,求在多变过程中,气体于外界交换的热量、功量以及气体的热力学能的变化15、在一个承受一定重量的活塞下装有20的空气0.4kg,占据容积0.2立方米,试问当加入20kJ热量后,其温度上升到多少?并作了多少 功?若当活塞达到最后位置后予以固定,以后再继续加入20kJ热量,则其压力上升至多少?16、某双原子理想气体在多变过程(n1.18)中作了膨胀功660kJ/kg,温度从650降到40,试求气体热力学能及熵的变化,以及气体在过程中的吸热量。17、在一个绝热的
7、封闭气缸中,配有一无摩擦的且导热良好的活塞,活塞将气缸分为在、右两部分,如图所示。初始时活塞被固定,左边盛有1kg的压力为O.5MPa、温度为350的空气,右边盛有3kg的压力为0.2MPa,温度为450K的二氧化碳。求活塞可自由移动后,平衡温度及平衡压力 第三章自测题答案1、(1)有,无。无,无。8.314,J/(mol*K)(2)Cm=Mc=22.41C(3)有,有。有,无。有,有。(4)理想气体的任何工质,任何过程。(5)252.4kJ,353.3kJ,-436.5kJ, 311.8kJ8、有漏气2.8%9、(1)取绝热容器为系统,由能量方程,得终态温度为20。(2)利用状态方程求出终态
8、压力为20kPa(3)小瓶破裂时气体经过得是不可逆绝热过程10、(1)取整个绝热容器为系统,得T=U=H=0;(2)p0.2MPa(3)S2490.5J/K11、5686.5立方米/h , 0.478m12、12定容过程:q=-277.5kJ/kg,h=-388kJ/kg,s=-0.4977kJ/(kg*K),w=023定熵过程:w=-277.5kJ/kg,h=388kJ/kg,s=0,q=031定温过程:q=w=384.4kJ/kg,h=u0,s=0.4977kJ/(kg*K)13、将放气过程视为可逆绝热过程,根据定熵过程状态参数之间得关系可得:P133.3kPa.14、多变指数为1.28, 气体质量为0.0345kg15、包含两个过程:定压过程12,定容过程23;69.8, 5.72kJ, 335.8kPa16、u297.4kJ/kg,s=0.644kJ/(kg*K),q326.6kJ/kg17、425.6K, 246.2kPa