工程热力学课件：习题课.ppt

1、l第一部分第一部分 基本概念：热力系、热力系的描述（状态、基本概念：热力系、热力系的描述（状态、平衡状态）、基本状态参数、状态方程、状态平衡状态）、基本状态参数、状态方程、状态公理、热力过程（准静态过程）、热力循环公理、热力过程（准静态过程）、热力循环热力学第一定律：能量方程、功、热热力学第一定律：能量方程、功、热热力学第二定律：描述、熵、可逆过程、卡诺热力学第二定律：描述、熵、可逆过程、卡诺定理（循环）、熵方程、克劳修斯不等式定理（循环）、熵方程、克劳修斯不等式l第二部分第二部分 理想气体热力性质理想气体热力性质 ：状态方程、比热容、状态：状态方程、比热容、状态参数参数 实际气体：范德瓦尔斯

2、方程、压缩因子实际气体：范德瓦尔斯方程、压缩因子蒸气的热力性质：饱和状态，蒸气产生过程，蒸气的热力性质：饱和状态，蒸气产生过程，P-V，T-S图图 ，潜热，干度，状态参数求解，单元，潜热，干度，状态参数求解，单元复相系的平衡条件复相系的平衡条件理想气体混合物与湿空气：混合物的成分，分压理想气体混合物与湿空气：混合物的成分，分压力、分体积定律，湿空气的性质，露点温度、干力、分体积定律，湿空气的性质，露点温度、干球温度、湿球温度，球温度、湿球温度，h-d图图 l第三部分第三部分l理想气体热力过程：五种热力过程的过理想气体热力过程：五种热力过程的过程方程、功量、热量的计算，程方程、功量、热量的计算，

3、P-V，T-S图图 l气体常量气体常量Rg ( ) A.与气体种类有关与气体种类有关,与状态无关与状态无关 B.与状态有关与状态有关,与气体种类无关与气体种类无关 C.与气体种类和状态均有关与气体种类和状态均有关 D.与气体种类和状态均无关与气体种类和状态均无关简单可以压缩热力系统的状态可由（）简单可以压缩热力系统的状态可由（） A两个状态参数决定两个状态参数决定 B两个具有物理意义的状态参数决定两个具有物理意义的状态参数决定 C两个可测状态参数决定两个可测状态参数决定 D两个相互独立的状态参数决定两个相互独立的状态参数决定热能转变为机械能的唯一途径是通过工质的（）热能转变为机械能的唯一途径是

4、通过工质的（）A膨胀膨胀B压缩压缩 C凝结凝结D加热加热l在在pv图上，经过同一状态点的理想气体等温图上，经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值（）值（）A大大 B小小 C相等相等 D可能大，也可能小可能大，也可能小若孤立系内发生的过程都是可逆过程，系统的熵若孤立系内发生的过程都是可逆过程，系统的熵（）（）A A增大增大 B B减小减小 C C不变不变 D D可能增大，也可能增大，也可能减小可能减小 l理想气体绝热流经节流阀，节流后稳定截面处理想气体绝热流经节流阀，节流后稳定截面处的温度（）的温度（）A升高升高B降低降低

5、C不变不变 D无法确定无法确定l水蒸汽热力过程热力学能变化量水蒸汽热力过程热力学能变化量u l湿空气中水蒸汽所处的状态（）湿空气中水蒸汽所处的状态（） A可以是饱和状态，也可以是过热蒸汽状态可以是饱和状态，也可以是过热蒸汽状态 B可能是饱和状态可能是饱和状态C即不是饱和状态，也不是过热蒸汽状态即不是饱和状态，也不是过热蒸汽状态D只能是过热蒸汽状态只能是过热蒸汽状态tw-q(pv)-h )T-(Tc12v)T-(T|c12ttv21l恒温热源温度为恒温热源温度为T1，恒温冷源温度为恒温冷源温度为T2，环境环境温度为温度为T0，热源提供热量热源提供热量Q1中的有效能为（中的有效能为（） A热量热量

6、Q1减去减去Q1中的无效能中的无效能 B卡诺循卡诺循环热效率乘以环热效率乘以Q1 理想气体作可逆绝热膨胀，温度由理想气体作可逆绝热膨胀，温度由38降为降为20焓减少了焓减少了20kJ/kg，其定值定压比热其定值定压比热cp= （）（） A.1.004kJ/kgK B. 1.11kJ/kgK C. 1.291kJ/kgK D. 1.299kJ/kgK 110QTT110)QTT(1120)QTT(1CDEl亚音速气流的马赫数亚音速气流的马赫数Ma（）（）lA.小于零小于零 B.大于零，小于大于零，小于1lC.等于等于1D.大于大于1l饱和湿空气的干球温度饱和湿空气的干球温度t、湿球温度湿球温度t

7、w、露点露点tDp间的关系是（）间的关系是（）lA. ttwtDpB. t=tw=tDplC. ttw=tDpD. t=twtDpl1m3湿空气中所含水蒸汽的质量称为湿空气的湿空气中所含水蒸汽的质量称为湿空气的（）（）lA.含湿量含湿量B.比湿度比湿度lC.相对湿度相对湿度D.绝对湿度绝对湿度l.湿空气比焓的单位根据其定义可用（）湿空气比焓的单位根据其定义可用（）A.J或或kJB. kJ/kglC.J/kgD. kJ/kg干空气干空气lE.J/kg干空气干空气l湿空气加热过程的特征是湿空气的湿空气加热过程的特征是湿空气的_不不变变 l门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行，若敞门窗紧闭的房间内有

8、一台电冰箱正在运行，若敞开冰箱的大门就有一股凉气扑面，感到凉爽。于开冰箱的大门就有一股凉气扑面，感到凉爽。于是有人就想通过敞开冰箱大门的方法达到降低室是有人就想通过敞开冰箱大门的方法达到降低室内温度的目的，你认为这种想法可行吗？请分别内温度的目的，你认为这种想法可行吗？请分别以以 (1) (1) 门窗紧闭的房间为分析对象；门窗紧闭的房间为分析对象； (2 ) (2 ) 电冰电冰箱为系统进行分析。箱为系统进行分析。 l若分别以某种服从若分别以某种服从 p(v-b)=RgT 的气体的气体（其中（其中b为物性常数）和理想气体为工质为物性常数）和理想气体为工质 在两个恒温热源和之间进行卡诺循环，在两个

9、恒温热源和之间进行卡诺循环，试比较哪个循环的热效率大一些，为什试比较哪个循环的热效率大一些，为什么？么？l空气在气缸内经历不可逆过程，内能减空气在气缸内经历不可逆过程，内能减少少15kJ，对外作功对外作功10kJ，试分析空气的试分析空气的 熵变有哪几种可能性？为什么？熵变有哪几种可能性？为什么？l某种双原子理想气体，其气体常数为某种双原子理想气体，其气体常数为260J/(kgK)，经历某状态变化过程后比经历某状态变化过程后比体积为原来的体积为原来的3 倍，温度由倍，温度由2727上升到上升到27，若气体的比热容为定值，则气体，若气体的比热容为定值，则气体的热力学能的变化量的热力学能的变化量u=

10、 kJ/kg；焓变焓变h= kJ/kg；熵变熵变s= kJ/(kgK)。l热源热源A、B 温度分别为温度分别为500K 和和300K 若热若热源源A 向热源向热源B 传输的热量是传输的热量是570kJ，则热则热源源A、B 的熵变分别是的熵变分别是SA= kJ/K，SB= kJ/K，Siso= kJ/K，过程熵过程熵产产Sg= kJ/K。l1kg 某种理想气体经历一个可逆多变过某种理想气体经历一个可逆多变过程从初态程从初态t1=900，p1=8.5MPa膨胀到膨胀到终态终态t2=217，v2=1.27m3/kg。(1)求出求出此过程的多变指数此过程的多变指数n；(2)在在p-v 图和图和T-s

11、图上画出该过程，并标明过程功及过程图上画出该过程，并标明过程功及过程热量可分别用热量可分别用p-v 图及图及T-s 图上哪块面图上哪块面积表示？积表示？(3)计算过程的计算过程的u，s 及过程及过程功功w 和热量和热量q 。已知：气体已知：气体 Rg=0.287kJ/ (kgK)，比热容可取定值比热容可取定值cP=1.005kJ/( kgK)。某一工质在相同的初态某一工质在相同的初态1和终态和终态2之间分别经历之间分别经历2个热力过程，一为可逆过程，一为不可逆过程。个热力过程，一为可逆过程，一为不可逆过程。比较这两个过程中比较这两个过程中1）工质的熵的变化量哪一个过程大？为什么？）工质的熵的变

12、化量哪一个过程大？为什么？2）相应外界的熵变化量哪一个过程大？为什么？）相应外界的熵变化量哪一个过程大？为什么？某系统需输送温度为某系统需输送温度为t1=35，表压力表压力pe1=100kPa 的空气的空气15m3/s。问应选择送风量为问应选择送风量为每小时多少标准立方米的鼓风机。已知：每小时多少标准立方米的鼓风机。已知：pb=101.3kPa；空气的气体常数空气的气体常数Rg=0.287kJ/（kgK） (26.37m3/kg)l1kg空气由状态空气由状态1经绝热膨胀至状态经绝热膨胀至状态2，温，温度由度由240下降为下降为20，试确定该过程中，试确定该过程中焓的变化量。（空气定压比热容为定

13、值）焓的变化量。（空气定压比热容为定值）l由温度为由温度为800的恒温热源向温度为的恒温热源向温度为300的恒温热源传热的恒温热源传热100103kJ, 环境环境温度为温度为20, 求有效能的损失求有效能的损失. ll某循环在某循环在700K的高温热源及的高温热源及400K的低温的低温热源之间工作，各参数如右图所示。试热源之间工作，各参数如右图所示。试判断是热机循环？还是制冷循环？是可判断是热机循环？还是制冷循环？是可逆循环？还是不可逆循环？逆循环？还是不可逆循环？l( 要求用二种方法判断要求用二种方法判断 ) Q1=?W0=10000kJ Q2=4000kJ700K400Kl一容积为一容积为

14、0.02m3的绝热刚性容器，内存有空气，的绝热刚性容器，内存有空气，被一导热的无摩擦的隔板分成容积相同的被一导热的无摩擦的隔板分成容积相同的A、B两部分。二侧的温度相同，都为两部分。二侧的温度相同，都为300K，A侧侧空气的压力为空气的压力为0.2MPa，B侧空气的压力为侧空气的压力为0.1MPa，现将销钉拔去，任其活塞自由移动，现将销钉拔去，任其活塞自由移动，最后两侧达到平衡，设空气的比热容为定值。最后两侧达到平衡，设空气的比热容为定值。试计算：试计算：l（1） 平衡后的压力、温度各为多少？平衡后的压力、温度各为多少？l（2） 整个容器内气体的熵变值为多少？整个容器内气体的熵变值为多少？l若

15、将活塞改为隔板，其它参数不变，求抽去隔若将活塞改为隔板，其它参数不变，求抽去隔板平衡后容器内的的压力、温度各为多少？整板平衡后容器内的的压力、温度各为多少？整个容器内气体的熵变值又为多少？个容器内气体的熵变值又为多少？ 销钉A Bl有一储气罐，初始时其内部为真空，如有一储气罐，初始时其内部为真空，如 (a) 图所示，现图所示，现连接于输气管道进行充气。已知输气管内空气状态始连接于输气管道进行充气。已知输气管内空气状态始终保持稳定，其焓值为终保持稳定，其焓值为h 。经经时间的充气后，储气时间的充气后，储气罐内气体的质量为罐内气体的质量为m，内能为内能为u，如忽略充气过程中如忽略充气过程中气体的流

16、动动能及重力位能的影响，而且管路、储气气体的流动动能及重力位能的影响，而且管路、储气罐、阀门都是绝热的，求罐、阀门都是绝热的，求u与与h的关系式。若储气罐原的关系式。若储气罐原不为真空，其中装有质量为不为真空，其中装有质量为m0、内能为内能为u0的空气，如的空气，如 (b) 图所示，经图所示，经时间的充气后，储气罐内气体的质量时间的充气后，储气罐内气体的质量为为m，内能为内能为u，则则u与与h又有什么关系？又有什么关系？ (a) h真 空 (b) h m0、u0l叶轮式压气机将叶轮式压气机将q m=1kg/s，0.1MPa、27的空气不可逆绝热加压到的空气不可逆绝热加压到0.5MPa， 若压气机绝热效率为若压气机绝热效率为0.92。求空气在压气。求空气在压气机进出口截面的熵差及过程的熵流，熵机进出口截面的熵差及过程的熵流，熵 产和作功能力损失。已知产和作功能力损失。已知p0=0.1MPa、t0=27，空气的比热容为空气的比热容为cV=0.718 kJ/(kgK)、cp=1.005 kJ/(kgK)。（。（15 分）分）0.0318kJ/(kg.K)、0、0.0318 kJ/(kg.K)、 9.53kJ/kg