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1、学习必备欢迎下载习题一刚性容器中贮有空气2kg，初态参数 P1=0.1MPa，T1=293K，内装搅拌器，输入轴功率 WS=0.2kW，而通过容器壁向环境放热速率为kWQ1.0.。求：工作1小时后由容器和外环境所构成的孤立系统的熵增。 （已知空气定容比热为0.7175 kJ/kg.K，气体常数为 0.287 kJ/kg.K）解：取刚性容器中空气为系统，由闭系能量方程：UQWs.经 1 小时，12.36003600TTmCQWvsKmCQWTTv5447175. 021 .02. 036002933600.12由定容过程：1212TTPP，MPaTTPP186.02935441. 01212取以
2、上系统及相关外界构成孤立系统：sursysisoSSSKkJTQSsur/2287.12931 .036000KkJSiso/12.22287. 18906.0习题二压气机空气由 P1 = 100 kPa，T1 = 400 K，定温压缩到终态 P2 = 1000 kPa，过程中实际消耗功比可逆定温压缩消耗轴功多25%。 设环境温度为 T0 = 300 K。 求：压缩每 kg 气体的总熵变。（已知空气气体常数为0.287 kJ/kg.K）解：取压气机为控制体。按可逆定温压缩消耗轴功：kgkJPPRTvvRTWSO/3.2641000100ln400287.0lnln2112实际消耗轴功：kgkJ
3、WS/4.3303.26425. 1由开口系统能量方程，忽略动能、位能变化：21hqhWS因为理想气体定温过程：h1=h2故：kgkJWqS/4.330精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页学习必备欢迎下载孤立系统熵增：sursysisoSSS稳态稳流：0sysSkkgkJTqPPRTqSSSsur/44.03004.3301000100ln287.0ln021012习题三如果室外温度为 -10，为保持车间内最低温度为20，需要每小时向车间供热 36000kJ，求： 1) 如采用电热器供暖 ,需要消耗电功率多少。 2)
4、如采用热泵供暖，供给热泵的功率至少是多少。3) 如果采用热机带动热泵进行供暖，向热机的供热率至少为多少。 图 1 为热机带动热泵联合工作的示意图。假设：向热机的供热温度为 600K，热机在大气温度下放热。图 1 解：1)用电热器供暖，所需的功率即等于供热率, 故电功率为360036000.QW= 10kW 2) 如果热泵按逆向卡诺循环运行， 而所需的功最少。 则逆向卡诺循环的供暖系数为211.TTTWQW=9.77 热泵所需的最小功率为WQW.=1.02kW 3) 按题意，只有当热泵按逆卡诺循环运行时，所需功率为最小。 只有当热机按卡诺循环运行时，输出功率为.W 时所需的供热率为最小。由56.
5、06002631112TTc热机按所需的最小供热率为1Q1QW热机热泵600K 293K 263K 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页学习必备欢迎下载kWWQtc82.156. 002. 1/.min习题四求 出 下 述 情 况 下 ， 由 于 不 可 逆 性 引 起 的 作 功 能 力 损 失 。 已 知 大 气p0=1013215Pa ，温度 T0为 300K。（1）将 200kJ 的热直接从 pA=p0、温度为 400K 的恒温热源传给大气。（2）200kJ的热直接从大气传向pB=p0、温度为 200K 的恒温
6、热源 B。（3）200kJ的热直接从热源A 传给热源 B。解：由题意画出示意图5.4 。（1）将 200kJ 的热直接从400K恒温热源A传给 300K的大气时，5.0400200AATQSkJ/K 667.030020000TQSkJ/K 热源A与大气组成的系统熵变为kJ/K167.0667.05 .001SSSA此传热过程中不可逆性引起的作功能力损失为kJ1.50167. 03000T（2）200kJ 的热直接从大气传向200K的恒温热源B时，1200200BBTQSkJ/K 667.030020000TQSkJ/K kJ/K333.01667.002BSSS此过程不可逆引起的作功能力损失
7、kJ100333.030020ST（3）200kJ 直接从恒温热源A传给恒温热源B，则T0Q=200kJ TA=400K TB=200K Q=200kJ Q=200kJ 图 2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页学习必备欢迎下载5.0400200AATQSkJ/K 1200200BBTQSkJ/K 5.015.03SkJ/K 作功能力损失kJ1505 .030030ST可见（ 1）和（ 2）两过程的综合效果与（3）过程相同。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页
