1、1,秋季工程熱力學期中考試,習題講解,2,簡答題,、 兩個質量和比熱（cm）相同，溫度分別為TA和TB的固體進行熱交換，請推導說明達到熱平衡的過程是一個不可逆過程。,3,簡答題,1、解：,如果此系統熵增大于零，則過程不可逆。,孤立系,4,簡答題,1、解： 直接傳熱，則平衡溫度，,所以過程不可逆。,5,簡答題,1、解： 一般錯誤：認為熱源溫度恒定,6,簡答題,、有人說，根據卡諾定理，一切不可逆機的效率必小于可逆機的效率。是否正確？請說明理由。,7,簡答題,、解： 要注意是否同溫限或同等效溫限，這樣才能比較。,8,簡答題,、寫出熵和焓的定義式，理想氣體定容過程焓的變化,解：,9,簡答題,、某系統處

2、于某一狀態，該系統的 Exergy指的是什么？,Exergy指的是系統從當前任意狀態可逆地變化到與指定環境相平衡的狀態時，理論上所能做出的最大有用功或消耗的最小有用功。,10,簡答題,、某系統處于某一狀態，該系統的 Exergy指的是什么？,做出的最大有用功，如 消耗的最小有用功，如冷量,11,簡答題,、膨脹功、流動功、軸功和技術功之間有何區別？有何聯系？,對流動工質，微分形式能量方程,12,簡答題,、膨脹功、流動功、軸功和技術功之間有何區別？有何聯系？,所以，,13,簡答題,、理想氣體經歷絕熱節流過程，節流前后的狀態參數壓力、溫度、比容、內能、焓、熵如何變化？,解：,14,簡答題,7、系統經

3、歷了一不可逆過程，已知終態熵 小于初態熵，能否判斷該過程一定放出熱 量，為什么？,解：如果你認為系統是閉口系，由 則有 必定放熱,15,簡答題,7、系統經歷了一不可逆過程，已知終態熵 小于初態熵，能否判斷該過程一定放出熱 量，為什么？,解：如果認為系統是開口系，據題意有,16,簡答題,、三塊相同的金屬塊被加熱到溫度TA，第一塊迅速被冷卻到環境溫度T0，其熵變為；第二塊在環境中緩慢冷卻到T0，其熵變為；第三塊先與溫度為TB (TA TB T0)的熱源接觸，達到平衡后再被冷卻到環境溫度T0，其熵變為；試說明這三個過程、和的大小關系。,17,簡答題,、解：,熵是狀態量，熵變與過程無關，,18,簡答題

4、,、某人聲稱使用新式熱力循環和高技術開發出一種新型節能冷柜，在30室溫下，制冷溫度為-40時，制冷系數仍可以達到4，請你判斷一下是否可能實現。,19,簡答題,解：,一、過程可逆時， 所以，不可能。,二、也可以用孤立系熵增原理來判斷。,20,簡答題10,10、由于絕熱壓縮過程不向外散熱，故絕 熱壓縮過程所消耗的壓縮軸功最少。,21,簡答題10,10、解：,可以看出絕熱壓縮耗功最大。,22,簡答題10,10、解： 也可以具體求等溫、多邊、絕熱壓縮過程的技術功表達式，比較一下大小。,23,作圖題,1、解：,24,作圖題,等壓線和等容線在T-s上的斜率都應為正。,作錯的圖,25,作圖題,等壓線和等容線

5、在T-s上都應該是凹曲線。,26,作圖題-正循環,s,s,p,p,p,p,27,作圖題-逆循環,s,s,p,p,p,p,28,計算題,1、某絕熱容器中盛有壓力為8MPa的氧氣，由于該容器漏氣，容器內的氧氣的壓力降為2.0MPa，求漏掉的氧氣的質量占原有氧氣質量的百分之幾。（10分）,29,計算題,1、解：方法一,選容器為對象，開口系。容器絕熱緩慢漏氣，在整個過程中容器內氣體始終滿足，,V,這個過程上課時曾經推導過。,氣體比容,30,計算題,1、解：方法一,選容器為對象，開口系。,V,一些錯誤：,、認為是定溫過程；,、直接假設泄漏到外部的氣體也是絕熱膨脹，雖然計算結果對。但這種假設是沒有根據的。

6、,31,計算題,1、解：方法一,選容器為對象，開口系。容器絕熱緩慢漏氣，在整個過程中容器內氣體始終滿足，,V,32,計算題,1、解：方法二,選最后殘留在容器內的氣體為對象，為閉口系。容器絕熱，緩慢漏氣，所以氣體是絕熱膨脹過程。對可寫出：,33,計算題,1、解：方法二,選最后殘留在容器內的氣體為對象，為閉口系。容器絕熱，緩慢漏氣，所以氣體是絕熱膨脹過程。對可寫出：,34,計算題,、 設有一恒溫T2的低溫余熱源和一恒溫為T1（T1T2）的高溫熱用戶，已知環境的溫度為T0，而且T0T2，求： （15分） (1) 在不消耗其它動力的條件下，試設計出理想情況下，利用低溫熱源的熱向高溫熱用戶提供熱量Q1，

7、而不違反熱力學定律的一種方案。 (2) 試推導出你設計的這種方案的熱量利用率。熱量利用率的定義為Q1與低溫余熱源放出熱量的比值。 (3) 說明在理想情況下各種方案的熱量利用率均相同。,35,計算題-方案一,36,計算題-方案二,37,計算題-方案三,當然還有其他方案。,38,計算題-證明同效率,方案 理想情況： 過程可逆,證：對任意可逆過程，沒有作功能力損失,又與外界沒有功的交換，過程前后系統Ex不變。,39,計算題,、某正循環可逆熱機，在溫度為30的環境和4000kg的0的冰間工作，最后0的冰變為30的水，試求可逆機能對外作的凈功為多少？已知冰的溶解熱為333kJ/kg（冰在溶解過程中溫度不變），水的比熱c=4.1868kJ/kg.K。（10分）,40,計算題,、解：,方法一系統可逆時，,41,計算題,、解