1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1、 設(shè)有一定質(zhì)量氣體在汽缸內(nèi)由體積0.9可逆的膨脹到1.4，過程中氣體壓力保持定值，且。若在此過程中氣體熱力學(xué)能增加12000J，試求此過程中氣體吸入或放出多少熱量。 解：取氣缸內(nèi)氣體為系統(tǒng)。則能量方程為 有題意 由于過程可逆，且壓力為常數(shù)，故 1、 因此，過程中氣體自外界吸熱J某房間，冬季通過墻壁和窗子向外散熱70000，房內(nèi)有2只40 w電燈照明，其它家電耗電約100w，為維持房內(nèi)溫度不變，房主購買供暖系數(shù)為5的熱泵，求熱泵的最小功率. 解：熱泵供暖速率為 因，故 某臺(tái)壓縮機(jī)每小時(shí)輸出3200、表壓力=0.22MPa、溫度t=156的壓縮空氣。設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮?76

2、5mmHg，求壓縮空氣的質(zhì)量流量及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量解 壓縮機(jī)出口處空氣的溫度T=t+273K=(156+273)K=429K，絕對(duì)壓力p=+=0.22MPa+=0.322MPa該狀態(tài)下體積流量=3200/h將上述各值代入以流量形式表達(dá)的理想氣體狀態(tài)方程式，得摩爾流量為=空氣的摩爾質(zhì)量，故空氣的質(zhì)量流量為因,故標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量為有一閉口系統(tǒng)，從狀態(tài)1經(jīng)a變化到狀態(tài)2，如圖，又從狀態(tài)2經(jīng)b回到狀態(tài)1；再從狀態(tài)1經(jīng)過c變化到狀態(tài)2。在這個(gè)過程中，熱量和功的某些值已知，如表，試確定未知量。過程熱量Q（kJ）膨脹功W（kJ）1-a-210x12-b-1-7-41-c-2x22解：閉口系統(tǒng)。使用閉口系

3、統(tǒng)能量方程(1)對(duì)1-a-2和2-b-1組成一個(gè)閉口循環(huán)，有即10（7）x1+（4）x1=7 kJ(2)對(duì)1-c-2和2-b-1也組成一個(gè)閉口循環(huán)x2（7）2+（4）x2=5 kJ(3)對(duì)過程2-b-1，根據(jù)3 kJ16、燃?xì)饨?jīng)過燃?xì)廨啓C(jī)，由0.8Mpa、420°絕熱膨脹到0.1Mpa,130°。設(shè)比熱容kJ/(kg.K), （1）該過程是否能實(shí)現(xiàn)？過程是否可逆？解 kJ/(kg.K=0.278 =kJ/(kg.K)ln=0.03057 因該過程為不可逆過程試由w=、=導(dǎo)出理想氣體進(jìn)行可逆絕熱過程時(shí)過程功和技術(shù)功的計(jì)算。解：可逆過程的過程功w=，由絕熱過程公式=p，得p=。

4、所以w=()=()考慮到 =，=W=1=1可逆過程的技術(shù)功=（），將關(guān)系式代入，經(jīng)整理可得=（）=（）=1=kw進(jìn)入蒸汽發(fā)生器中內(nèi)徑為30mm管子的壓力水的參數(shù)為10Mpa、30，從管子輸出時(shí)參數(shù)為9Mpa、400，若入口體積流量為3L/s，求加熱率。已知初態(tài)時(shí)h=134.8kJ/kg、v=0.0010m³/kg，終態(tài)時(shí)h=3117.5kJ/kg、v=0.0299m³/kg。解：管截面面積：A=7.069×=4.244m/s=3kg/s=4.244m/s×=126.9m/s=3kg/s×（3117.5134.8）kJ/kg=8972.2kW1、

5、 供熱系統(tǒng)矩形風(fēng)管的邊長為100mm x 175mm,40度、102kPa的空氣在管內(nèi)流動(dòng)，其體積流量是0.0185m3/s，求空氣的流速和質(zhì)量流量。解：風(fēng)管面積A=100mm x 175mm=17500mm2=0.0175m2空氣流速qv=c/v=0.0185/0.0175=1.06m/s空氣質(zhì)量流量qm=pqv/RT=0.02Kg/s質(zhì)量為5kg的氧氣，在30溫度下定溫壓縮，容積由3變成0.6 ，問該過程中工質(zhì)吸收或放出多少熱量？ （工程熱力學(xué)） 解：q=mRTlnV2/V1=5*259.8*300*ln0.6/3=-627.2kJ 放熱627.2kJ水蒸氣郎肯循環(huán)的新蒸汽壓力為 100b

6、ar ，排氣壓力為 0.04bar ，新蒸汽溫度為 350 ，蒸汽輪機(jī)的內(nèi)效率為 0.8 ，對(duì)于 1 kg 工質(zhì)求： ）理論循環(huán)中汽輪機(jī)和給水泵的技術(shù)功 ）理論循環(huán)中吸熱量、放熱量和熱效率 ）若考慮汽輪機(jī)內(nèi)的不可逆絕熱過程，忽略泵耗功，求出實(shí)際出口蒸汽的干度、實(shí)際出口焓已知： h 1 =3450 kJ/kg s 1 =6.695 kJ/(kgK) s2=s1 （2）（3）28、空氣在壓氣機(jī)中被壓縮，壓縮前的參數(shù)是p1=0.1 M Pa、v1=0.845 m3/kg;壓縮后的參數(shù)是p2=0.8 M Pa、v2=0.175m3/kg。設(shè)在壓縮過程中1kg空氣的熱力學(xué)能增加139.0kJ。壓氣機(jī)沒分

7、組壓氣10kg。求：（1）.壓縮過程中對(duì)1kg空氣做的功；（2）.沒生產(chǎn)1kg壓縮空氣所需的技術(shù)功。解:(1) q=50kJ/kg u=139.0KJ/kg 對(duì)于1kg的空氣：w=q-=50-139=189KJ/kg 所以壓縮1Kg空氣做功189Kj (2)壓氣是開口熱力系，壓氣機(jī)耗功wc=wt。由穩(wěn)定開口系統(tǒng)能量方程q=t ,得 wt=q-=q-（pv）=q-(p2v2-p1v1) =244.5kJ/kg 即沒生產(chǎn)1Kg壓縮空氣所需做功為144.5kJ。29、已知：一空間飛行器散熱表面的最高允許溫度為2500K，發(fā)射率為0.8，環(huán)境為0K。求：所允許的最大散熱功率。解： 0.25Kg的CO在

8、閉口系統(tǒng)中=0.25MPa、=120膨脹到=25、=0.125MPa，作出膨脹功W=8.0KJ。試計(jì)算過程熱量，并判斷該過程是否可逆。已知環(huán)境溫度=25，CO的=0-297KJ/（kg.k），=0.747KJ/(Kg.k)。解：=120+273=393K =25+273=298K由閉口能量方程Q=U+W=m(-)+WQ=0.25KJ(負(fù)號(hào)表示放熱)）=(0.747)0.25=0.00021KJ/(Kg.K)環(huán)境吸熱及熵變Q= 系統(tǒng)和環(huán)境組成的孤立系熵變=-0.00021+0.0328=0.03247KJ/K由于孤立系統(tǒng)熵大于零該過程為不可逆過程34、 已知新蒸汽機(jī)流入汽輪機(jī)的晗=3232kJ/

9、kg，流速=50m/s；乏氣流出汽輪機(jī)時(shí)的晗=2302kJ/kg，流速=120m/s。散熱損失和位能差可略去不計(jì)。試求1kg蒸汽流經(jīng)汽輪機(jī)時(shí)對(duì)外界所作功。 解： 根據(jù)題意，q=0，得1kg蒸汽所作的功 =930kJ/kg-5.95kJ/kg =924.05kJ/kg一磚墻的表面積為12 平方米，厚為260mm，平均導(dǎo)熱系數(shù)為1.5W/（m.K）。設(shè)面向室內(nèi)的表面溫度為25，而外表面溫度為-5，試確定次磚墻向外界散失的熱量。解：根據(jù)傅立葉定律有：安靜狀態(tài)下的人對(duì)環(huán)境的散熱量大約為400KJ/h，假設(shè)能容納2000人的大禮堂的通風(fēng)系統(tǒng)壞了：（1）在通風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障后的最初20min內(nèi)禮堂中的空氣內(nèi)

10、能增加多少？（2）把禮堂空氣和所有的人考慮為一個(gè)系統(tǒng)，假設(shè)對(duì)外界沒有傳熱，系統(tǒng)內(nèi)能變化多少？如何解釋空氣溫度的升高。解：（1）熱力系：禮堂中的空氣。閉口系統(tǒng)根據(jù)閉口系統(tǒng)能量方程因?yàn)闆]有作功故W=0；熱量來源于人體散熱；內(nèi)能的增加等于人體散熱。2.67×105kJ（1）熱力系：禮堂中的空氣和人。閉口系統(tǒng)根據(jù)閉口系統(tǒng)能量方程因?yàn)闆]有作功故W=0；對(duì)整個(gè)禮堂的空氣和人來說沒有外來熱量，所以內(nèi)能的增加為0。空氣溫度的升高是人體的散熱量由空氣吸收，導(dǎo)致的空氣內(nèi)能增加。1kg理想氣體由初態(tài)按可逆多變過程從400降到100，壓力降為，已知該過程的膨脹功為200kJ，吸熱量為40 kJ，設(shè)比熱為定值

11、，求該氣體的和解：kJ533J/(kg.k)=200 kJ解得：n1.49R=327 J/(kg.k)代入解得：533+327=860 J/(kg.k)系統(tǒng)經(jīng)一熱力過程，放熱8kJ，對(duì)外作功26 kJ。為使其返回原狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)加熱6 kJ，問需對(duì)系統(tǒng)作功多少？解：根據(jù)能量方程有 (kJ)40、有兩平行黑體表面 , 相距很近 , 他們的溫度分別為 1000 與 500 , 試計(jì)算它們的輻射換熱量 , 如果是灰體表面 , 黑度分別為 0.8 和 0.5, 它們間的輻射換熱量是多少 ?       解 : 兩黑體表面間的輻射換熱量是 : &

12、#160;                           兩灰體表面間的輻射換熱量是 :             容積由隔板分成兩部分，左邊盛有壓力為600kPa，溫度為27的空氣，右邊為真空，容積為左邊

13、5倍。將隔板抽出后，空氣迅速膨脹充滿整個(gè)容器。試求容器內(nèi)最終壓力和溫度。設(shè)膨脹是在絕熱下進(jìn)行的。解：熱力系：左邊的空氣系統(tǒng)：整個(gè)容器為閉口系統(tǒng)過程特征：絕熱，自由膨脹根據(jù)閉口系統(tǒng)能量方程絕熱自由膨脹W0因此U=0對(duì)空氣可以看作理想氣體，其內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)，得根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程100kPa有一廢熱鍋爐，進(jìn)入該鍋爐的煙氣溫度為ty1=600排煙溫度為ty2=200。此鍋爐每小時(shí)可產(chǎn)生ts=100的干飽和蒸汽200kg，鍋爐進(jìn)水溫度為20，鍋爐效率為60。（1）求每小時(shí)通過的煙氣量；（2）試將鍋爐中煙氣的放熱過程與蒸汽的吸熱過程定性的表示在同一t-s圖上。解：ts=100的干飽和蒸汽的焓：h=

14、2676.3kJ/kg20水的焓：h0=20*4.186=83.7 kJ/kg水的吸熱量：q1=200*(2676.3-83.7)=kJ/h煙氣的放熱量：q= kJ/h煙氣量：2139kg/h=1.93m3/kgV=4128 m3/h將空氣從初態(tài)1，t1=20,定熵壓縮到它開始時(shí)容積的1/3，然后定溫膨脹，經(jīng)過兩個(gè)過程，空氣的容積和開始時(shí)的容積相等。求1kg空氣所作的功。解：-116 kJ/kg454.7K143.4 kJ/kgw=w1+w2=27.4 kJ/kg一只0.06m3的罐，與溫度為27、壓力為7MPa的壓縮空氣干管相連接，當(dāng)閥門打開，空氣流進(jìn)罐內(nèi)，壓力達(dá)到5MPa時(shí)，把閥門關(guān)閉。這

15、一過程進(jìn)行很迅速，可認(rèn)為絕熱。儲(chǔ)罐的閥門關(guān)閉后放置較長時(shí)間，最后罐內(nèi)溫度回復(fù)到室溫。問儲(chǔ)罐內(nèi)最后壓力是多少？解：熱力系：充入罐內(nèi)的氣體由于對(duì)真空罐充氣時(shí)，是焓變內(nèi)能的過程罐內(nèi)溫度回復(fù)到室溫過程是定容過程3.57MPa61、.已知的M28，求（1）的氣體常數(shù)；（2）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的比容和密度；（3），時(shí)的摩爾容積。解：（1）的氣體常數(shù)296.9（2）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的比容和密度0.81.25（3），時(shí)的摩爾容積64.27在高溫環(huán)境中有一容器，A側(cè)裝有2 kg氮?dú)猓瑝毫?.07 MPa，溫度為67； B側(cè)裝有8 kg氮?dú)?，壓力?.1 MPa，溫度為17，。A和B的壁面均為透熱壁面，它們之間用管道和閥門相

16、連，見附圖。現(xiàn)打開閥門，氮?dú)庥葿流向A。氮?dú)饪梢暈槔硐霘怏w，已知?dú)怏w常數(shù)Rg,N2 = 297 J/(kg·K)，過程中的平均定容比熱容cv = 0.742 kJ/( kg·K)，若壓力平衡時(shí)容器中氣體溫度為t2 = 40，試求：平衡時(shí)終壓力P2；吸熱量Q ；氣體的熵變。解：容器A和B的容積分別為取A+B中的氣體為系統(tǒng)（CM），m = mA + mB = 2 +8 =10 kgV = VA + VB = 2.8851 + 6.8904 = 9.7755 m3終態(tài)時(shí)的氣體壓力按題給，系統(tǒng)不對(duì)外作功，有原在A中的氮?dú)忪刈冊贐中的氮?dú)忪刈內(nèi)康獨(dú)獾撵刈儕W托循環(huán)壓縮比8，壓縮沖程

17、初始溫度為27，初始?jí)毫?7kPa，燃料燃燒當(dāng)中對(duì)工質(zhì)的傳熱量為700 kJ/kg，求循環(huán)中的最高壓力、最高溫度、循環(huán)的軸功及熱效率。設(shè)工質(zhì)k=1.41，0.73 kJ/(kg.K)。解：熱效率57.4軸功：401.5kW703.7K最高溫度1662.6K1.82MPa最高壓力（定容）4.3MPa壓氣機(jī)抽吸大氣中的空氣，并將其定溫壓縮至p25MPa。如壓縮150標(biāo)準(zhǔn)m3空氣，試求用水冷卻壓氣機(jī)氣缸所必須帶走的熱量。設(shè)大氣處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。解：-59260kJ1標(biāo)準(zhǔn)m3的空氣從初態(tài)1 p10.6MPa，t1=300定熵膨脹到狀態(tài)2，且v2=3v1?？諝庥蔂顟B(tài)2繼續(xù)被定溫壓縮，直到比容的值和開始時(shí)相

18、等，v3=v1，求1、2、3點(diǎn)的參數(shù)（P,T,V）和氣體所作的總功。解：0.274 m3/kg 0.129 MPa369KV2=3V1=0.822 m3T3=T2=369KV3=V1=0.274 m369、質(zhì)量流量kg/s的空氣在噴管內(nèi)作定熵流動(dòng)，在截面1-1處測得參數(shù)值p1= 0.3MPa，t1200，c1=20m/s。在截面2-2處測得參數(shù)值p20.2MPa。求2-2截面處的噴管截面積。解：0.1584>0.2 MPa采用漸縮噴管。c1=20m/s較小忽略。因此2-2截面處是臨界點(diǎn)421K0.6m3/kg323m/s0.00185m3利用逆向卡諾機(jī)作為熱泵向房間供熱，設(shè)室外溫度為-5

19、 ，室內(nèi)溫度為保持20。要求每小時(shí)向室內(nèi)供熱2.5×104KJ ，試問：（1）每小時(shí)從室外吸多少熱量？（2）此循環(huán)的供暖系數(shù)多大？（3）熱泵由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，設(shè)電機(jī)效率為 95 %，求電機(jī)功率多大？（4）如果直接用電爐取暖，問每小時(shí)耗電幾度解：(1) 逆向卡諾循環(huán) (2) 循環(huán)的供暖系數(shù)(3) 每小時(shí)耗電能電機(jī)效率為95，因而電機(jī)率為(4) 若直接用電爐取暖，則2.5×104KJ/h的熱能全部由電能供給 即每小時(shí)耗電6.94度1、 容器被分隔成AB兩室，如圖所示，已知當(dāng)場大氣壓，氣壓表2讀為，氣壓表1的讀數(shù)，求氣壓表3的讀數(shù)（用表示）。 解： 有一外直徑d1=0.3m，黑度1=0

20、.9 的熱管道。其外表面溫度tw=450,周圍介質(zhì)的溫度tf=50。試求每米管長上的輻射熱損失。如果在熱管道周圍加一直徑dz=0.4m，黑度z=0.82的遮熱板，此時(shí)輻射熱損失又是多少？ （一）無遮熱板時(shí)（二）有遮熱板時(shí)（1）先求出遮熱板的溫度81、 測得容器體積內(nèi)氣體的表壓力為0.25MPa,當(dāng)場大氣壓力為755mmHg,求容器內(nèi)氣體的絕對(duì)壓力P，分別用（1）MPa（兆帕）(2)bar（巴）（3）atm(物理大氣壓）（4）at（工程大氣壓）表示.解：P=Pe+Pb,1mmHg=133.3224Pa,故P=0.25×106Pa+755×133.3224Pa=0.3057&#

21、215;106Pa(1)0.3057×106/106=0.3057MPa(2)0.3057×106/105=3.057bar(3)0.3057×106/=3.4607atm(4)0.3057×106/98066.5=3.5757at6kg空氣由初態(tài)p10.3MPa，t1=30，經(jīng)過下列不同的過程膨脹到同一終壓p20.1MPa：（1）定溫過程；（2）定熵過程；（3）指數(shù)為n1.2的多變過程。試比較不同過程中空氣對(duì)外所作的功，所進(jìn)行的熱量交換和終態(tài)溫度。解：（1）定溫過程573.2 kJT2=T1=30（2）定熵過程351.4 kJQ0221.4K（3）多變

22、過程252.3K436.5 kJ218.3 kJ一間教室通過門窗散發(fā)熱量25000kj/h，教師內(nèi)有30名師生，15套電子計(jì)算機(jī)，若每人散發(fā)的熱量是100W，每臺(tái)計(jì)算機(jī)功率120W，為了保持室內(nèi)溫度，是否有必要打開取暖器？解：去室內(nèi)空氣為系統(tǒng)，可以認(rèn)為空氣溫度是溫度的函數(shù)因W=0，為保持溫度不變Q=Q1-Q2=(30x100W+15x120w)-25000kj/h/3600s/h=-2.14kW所以需打開取暖器補(bǔ)充熱量剛性容器中貯有空氣2kg，初態(tài)參數(shù)P1=0.1MPa，T1=293K，內(nèi)裝攪拌器，輸入軸功率WS=0.2kW，而通過容器壁向環(huán)境放熱速率為 。求：工作1小時(shí)后由容器和外環(huán)境所構(gòu)成的孤立系統(tǒng)的熵增。（已知空氣定容比熱為0.7175 kJ/kg.K，氣體常數(shù)為0.287 kJ/kg.K）解：取剛性容器中空氣為系統(tǒng)，由閉系能量方程： 經(jīng)1小時(shí)，由定容過程：， 取以上系統(tǒng)及相關(guān)外界構(gòu)成孤立系統(tǒng)： 壓氣機(jī)空氣由P1 = 100 kPa，T1 = 400 K，定溫壓縮到終態(tài)P2 = 1000 kPa，過程中實(shí)際消耗功比可逆