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1、习题一、简答与证明题1、热力系统分为哪几类？各有何特征？2、什么是道尔顿分压定率？(什么是分容积定律？ )答：道尔顿分压定率：Ppi ；pi 为第 i 中气体的分压力；分压力是指组分气体处在于混合气体相同容积、相同温度单独对壁面的作用力。3、 以空气为例说明气体常数和通用气体常数之间的关系。答：气体常数和通用气体常数之间的关系：R=Rg ，其中R为通用气体常数，对于任何理想气M体为 8.3145J/(mol.K)； Rg 为气体常数，不同种类的气体其值不同，如空气Rg；M=287 J/(mol.K)为摩尔质量，如空气的 M=29 10-3kg/mol。4、 将 1kg、273.15K 的水定压
2、加热，从不饱和水到过热水蒸气，试用T-S 图表示，并写出经历的三个阶段。5、 卡诺循环是由哪几个过程组成的，试用p-v 图表示，并写出其热效率。6、 将等温、等熵、定压、等容四过程在 p v 图上表示7、 试述热力学第二定律的两种典型表述。8、 试说明准静态过程的定义与特征。答：有无限接近平衡状态的状态组成的过程称为准静态过程，其特征为：1）平衡态的破坏离平衡态非常近；2） 破坏平衡态的速度远远小于工质内部分子运动的速度。9、采用扩压管目的是什么？如何达到目的？答：目的是 p 上升，通过 cf 下降使动能转变成压力势能，情况与喷管相反。a)当Ma时Ma210dcf0dA01b)当Ma时Ma21
3、0dcf0dA0110、试画出水定压加热的T-S 图，并注明水的状态。11、如图所示为蒸气压缩制冷的T-S 图，试指出进行各热力过程相应设备名称，并写出制冷量和制冷系数的计算式。答：过程 1-2 在压缩机中进行；过程 2-3 在冷凝器中进行；过程 3-4 在节流中进行；过程 4-1 在蒸发器中进行。制冷量： qLh1h1h4h1h3h4 h1 h3 ；制冷系数：h1h2h1h212、熵是如何定义的？试说明熵的物理意义及用途。答 ： 定qrev义，熵体现了可逆过程传热的大小和方向，用途为判断热量方向，计算可dsT逆 过 程的传热量。13、试画出朗肯循环的P-v 图， T-s 图。14、对于理想气
4、体，试推导：迈耶公式C pCvRg15、膨胀功、流动功、轴功和技术功之间有何区别？有何联系？二、计算题1、一卡诺机工作在800和 20的两热源间，试求：（1） 卡诺机的热效率；（2） 若卡诺机每分钟从高温热源吸入1000 kJ 热量，此卡诺机净输出功率为多少kW ？（3） 求每分钟向低温热源排出的热量。2、试判断下列几种情况的熵变：（a）正（ b）正（ c）可正，可负(1)闭口系中理想气体经历可逆过程，系统与外界交换功量为20kJ，热量20kJ(2) 闭口系经历一不可逆过程，系统与外界交换功量为20kJ，热量 -20kJ(3) 工质流经稳定流开口系，经历一可逆过程，系统做功为20kJ，换热 -
5、5kJ3、如图，某种理想气体有两任意过程a-b 和 a-c，已知 b，c 在同一可逆绝热线上，试问：uab和 uac 哪个大？解、过 b、c 分别作等温线TbTcubuc即uabubuauacucua4、想气体逆向循环放热过程。已知点1-2-3-11 的温度。其中 1-2T 1 =1500K为绝热膨胀过程，2-3，压力 p 1 =0.1Mpa;为等压吸热过程，3-1点 2 的温度T 2 =300K为等温。如果循环中的工质为1kg 空气，其定压比热c p =1.01kJ/kg.K求：（ 1 ）做出该循环的P-V 图及 T-S 图。（ 2 ）求该循环的制冷系数。，k=1.4。5、一容积为 0.15
6、m3 的储气罐内有氧气，初态温度t1=38，压力 p1 = 0.55MPa，罐上装有压力控制阀，压力超过0.7MPa 时，阀门打开维持罐内压力为0.7MPa，对罐内氧气加热，问：当罐中氧气温度为 285 时，对罐内共加入多少热量？Rg=260J/(kg K)；cV=657J/(kg K)；cp=917J/(kg K)（ PPT）6、系统经一热力过程，放热 10kJ，对外作功 24 kJ。为使其返回原状态，对系统加热 8 kJ，问需对系统作功多少？7、某理想气体经历4 个过程，如 T-s 图1）将各过程画在p-v 图上；2）指出过程加热或放热，膨胀或压缩。8、某蒸汽动力装置，蒸汽流量为 40 t
7、/h，进口处压力表读数为 9.0MPa ，进口比焓为 3440kJ/kg；出口真空表读数为 95.06KPa ，比焓为 2240kJ/kg ，当时当地大气压力为 98.66KPa ，汽轮机对环境放热为 6.3103kJ/h。试求：(1) 汽轮机进出口蒸汽的绝对压力各为多少？(2) 单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少？(3) 汽轮机的功率为多大？(4) 若进出口蒸汽流速分别为 60m/s 和 140m/s 时，对汽轮机输出功有多大影响？解：（1） p1900098.669098.66 kPap29 8 . 6 69 5 . 0 6 k P3a. 6（2）取汽轮机汽缸内壁和蒸汽进、出口为系统，则系统为稳定流动系统，能量方程为qh1c 2g zwsh2q6.3103 / 400000.1575kJ / kg进、出口的动能差和位能差忽略不计，则wshqh0.1575(22403440)1200 (kJ/kg)（3）汽轮机功率Pqmwsh4 013012 0 01 . 3 34 (kW)103600（4） wsh1c21(1402602 )10 38kJ / kg22kwsh80. 67%wsh1200