中国石油大学工程热力学第五章习题课11-PPT文档
工程热力学-第五章 习题课
3
简答题(1)
• 若工质从同一初态,分别经可逆和不可逆
6
2、系统从初态1经过可逆和不可逆过程达到相同
终态,则两过程中外界熵的变化S, S有' 什么关系
取系统与外界则组成孤立系统
Siso S12 S 0, Si'so S12 S ' 0 S S '
2
3、如果热源温度不变,增大卡诺循环输出功,则 卡诺循环热效率将: B 卡诺循环效率公式 A 增大 B 不变 C 减少 D 不定
过程,到达同一终态,已知两过程热源相 同,问传热量是否相同?对外做功?
s
q
T
=:可逆过程 >:不可逆过程
相同初终态,s相同
热源T相同
D S1- 2 = S g + Sf ,Q
qR qIR
q u w 相同 wR wIR
4
简答题(2)
ห้องสมุดไป่ตู้
• 若工质从同一初态出发,从相同热源吸收
相同热量,问末态熵可逆与不可逆谁大?
s
q
T
=:可逆过程 >:不可逆过程
相同热量,热源T相同
D S1- 2 = S g + Sf ,Q
相同初态s1相同
sIR sR
s2,IR s2,R
5
简答题(3)
• 理想气体绝热自由膨胀,熵变?
Siso
S2
S1
m cv
ln
中国石油大学(北京)远程教育学院《工程热力学与传热学》期末复习题及答案
中国石油大学(北京)远程教育学院《工程热力学与传热学》期末复习题一. 选择题1. 孤立系统的热力状态不能发生变化;(× )2. 孤立系统就是绝热闭口系统;(× )3. 气体吸热后热力学能一定升高;(× )4. 只有加热,才能使气体的温度升高;(× )5. 气体被压缩时一定消耗外功;(√ )6. 封闭热力系内发生可逆定容过程,系统一定不对外作容积变化功;(√ )7. 流动功的改变量仅取决于系统进出口状态,而与工质经历的过程无关;(√ )8. 在闭口热力系中,焓h是由热力学能u和推动功pv两部分组成。
(× )9. 理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程。
(× )10. 对于确定的理想气体,其定压比热容与定容比热容之比cp/cv的大小与气体的温度无关。
(× )11. 一切可逆热机的热效率均相同;(× )12. 不可逆热机的热效率一定小于可逆热机的热效率;(× )13. 如果从同一状态到同一终态有两条途径:一为可逆过程,一为不可逆过程,则不可逆过程的熵变等于可逆过程的熵变;(√ )14. 如果从同一状态到同一终态有两条途径:一为可逆过程,一为不可逆过程,则不可逆过程的熵变大于可逆过程的熵变;(× )15. 不可逆过程的熵变无法计算;(× )16. 工质被加热熵一定增大,工质放热熵一定减小;(× )17. 封闭热力系统发生放热过程,系统的熵必然减少。
(× )18. 由理想气体组成的封闭系统吸热后其温度必然增加;(× )19. 知道了温度和压力,就可确定水蒸气的状态;(× )20. 水蒸气的定温膨胀过程满足Q=W;(× )21. 对未饱和湿空气,露点温度即是水蒸气分压力所对应的水的饱和温度。
(√ )二. 问答题1. 说明什么是准平衡过程?什么是可逆过程?指出准平衡过程和可逆过程的关系。
工程热力学05章习题提示与答案.docx
习题提示与答案第五章热力学第二定律5-1蒸汽机中所用新蒸汽的温度为227 °C,排出乏汽的温度为100 °C,如按卡诺循环计算,试求其热效率。
提示:新蒸汽与乏汽的温度分别看做卡诺循环的高、低温热源温度。
答案:7ft = 0.254。
5-2海水表而温度为10 °C,而深处的温度为4 °C。
若设计一热机利用海水的表而和深处作为高温热源及低温热源并按卡诺循环工作,试求该热机的热效率。
提示:略。
答案:7t = 0.021 2 o5-3 一卡诺热机的热效率为40%,若它从高温热源吸热4 000 kJ/h,而向25 °C的低温热源放热,试求高温热源的温度及热机的功率。
提示:略。
答案:T ri =497K, P = 0.44 kWo5-4某内燃机每作出1 kW-h的功需消耗汽油514.8 go已知每千克汽油燃烧时町放出41 868 kJ的热量, 试求该内燃机的实际热效率。
提示:热机的吸热量等于燃料的放热量。
答案:— 0.167。
5-5有报告宣称某热机H 160 °C的热源吸热,向5 °C的低温环境放热,而在吸热1000kJ/h时可发出功率0.12 kWo试分析该报告的正确性。
提示:热机热效率不可能大于在相同温度范围内工作的卡诺热机的热效率。
答案:报告不正确,不可能实现。
5-6冇A 、B 两个卡诺热机,A 从温度为700 °C 的热源吸热,向温度为/的热源放热。
B 则从温度为啲热源取得-A 排岀的热量并向温度为100 °C 的热源放热。
试求:当两热机 的循环净功相同或两热机的热效率相同吋温度/的数值。
提示:答案:两热机循环净功相同时f = 400 °C,两热机热效率相同时严= 329.4 °C 。
5-7以氮气作为工质进行一个R 诺循坏,其高温热源的温度为1 000 K 、低温热源的温度为300 K ;在定温压缩过程中,氮气的压力由0.1 MPa 升高到0.4 MPa 。
热力学第五章6162474页PPT文档
四冲程高速柴油机的理想化
1. 工质
p3 4
定比热理想气体
工质数量不变
2
P-V图p-v图
2’
2. 0—1和1’ —0抵消 开口闭口循环
3. 燃烧外界加热
p0 0
5 1’
1
4. 排气向外界放热
V
5. 多变绝热
6. 不可逆可逆
理想混合加热循环(萨巴德循环)
分析循环吸热量,放热量,热效率和功量
p
3
4
T
4 3
1
2’ 喷柴油
V
2 开始燃烧
2—3 迅速燃烧,近似 V
p↑5~9MPa
四冲程高速柴油机工作过程
3—4 边喷油,边膨胀
p3 4
近似 p 膨胀
t4可达1700~1800℃
2 2’
4 停止喷柴油
5
4—5 多变膨胀
p0
1’
p5=0.3~0.5MPa
0
1
t5500℃
V
5—1’ 开阀排气, V 降压
1’—0 活塞推排气,完成循环
p 3
T
3
2
2
4
4
1
1
v
s
定容加热循环的计算Βιβλιοθήκη 吸热量T3
q1cvT3T2
放热量(取绝对值)
2
4
q2cvT4T1
1
热效率
s
t
wq1q21q21T 4T 1
q1 q1
q1 T 3T 2
定容加热循环的计算
热效率
T
t
1 T4 T3
T1 T2
1
T1
T4 T1
T2
T3 T2
中国石油大学工程热力学第五章习题课11
7 650 K 251.6 K 1mol[ 8.314 J/(mol K) ln 8.314 J/(mol K) ln 2 500 K 200 K
7 650 K 251.6 K 1mol[ 8.314 J/(mol K) ln 8.314 J/(mol K) ln 2 800 K 300 K
' 1
V V1 V '1 4.296 10-2 m3
混合后的温度 由闭口系T2 T1 ) n'1CV,m (T2 T '1 ) 0
因 则
n1 n'1 1mol
T1 T '1 1300 K T2 = 650 K 2 2
TL 400K C 1 1 0.4286 Th 700K
Wnet 10000kJ t 0.7126 Q1 14000kJ
t C
不可能
设为制冷循环
Tc 400K c 1.33 T0 Tc 700K 400K
Q2 4000kJ 0.4 wnet 10000kJ
14000kJ 4000kJ 10kJ/K 0 700K 400K
不可能 设为制冷循环:
T
Q
r
Q1 Tr1
Q2 Tr 2
14000 kJ 4000 kJ 10 kJ/K 700 K 400 K
符合克劳修斯积分不等式,所以是不可逆制冷循环
方法2:设为热机循环
(3)平衡温度由能量平衡方程式求得,即
mc (TA Tm ) mc (Tm TB )
Tm TA TB 2
两物体组成的孤立系统的熵变化量为:
Tm dT dT S 孤立系 S A S B mc mc TA T TB T Tm Tm (TA TB ) 2 mc (ln ln ) mc ln TA TB 4TATB Tm
工程热力学(第五版)课后习题答案(全章节)
工程热力学(第五版)习题答案工程热力学(第五版)廉乐明 谭羽非等编 中国建筑工业出版社第二章 气体的热力性质2-2.已知2N 的M =28,求(1)2N 的气体常数;(2)标准状态下2N 的比容和密度;(3)MPa p 1.0=,500=t ℃时的摩尔容积Mv 。
解:(1)2N 的气体常数2883140==M R R =296.9)/(K kg J ∙(2)标准状态下2N 的比容和密度1013252739.296⨯==p RT v =0.8kg m /3 v 1=ρ=1.253/m kg(3)MPa p 1.0=,500=t ℃时的摩尔容积MvMv =pT R 0=64.27kmol m /3 2-3.把CO2压送到容积3m3的储气罐里,起始表压力301=g p kPa ,终了表压力3.02=g p Mpa ,温度由t1=45℃增加到t2=70℃。
试求被压入的CO2的质量。
当地大气压B =101.325 kPa 。
解:热力系:储气罐。
应用理想气体状态方程。
压送前储气罐中CO2的质量 压送后储气罐中CO2的质量 根据题意容积体积不变;R =188.9Bp p g +=11 (1) Bp p g +=22(2) 27311+=t T(3) 27322+=t T(4)压入的CO2的质量)1122(21T p T p R v m m m -=-=(5)将(1)、(2)、(3)、(4)代入(5)式得 m=12.02kg2-5当外界为标准状态时,一鼓风机每小时可送300 m3的空气,如外界的温度增高到27℃,大气压降低到99.3kPa ,而鼓风机每小时的送风量仍为300 m3,问鼓风机送风量的质量改变多少? 解:同上题1000)273325.1013003.99(287300)1122(21⨯-=-=-=T p T p R v m m m =41.97kg2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为0.1MPa 的空气3 m3,充入容积8.5 m3的储气罐内。
中国石油大学热工基础典型问题第五章 水蒸气与湿空气
工程热力学与传热学第五章水蒸气与湿空气典型问题分析典型问题一.基本概念分析1临界点时,饱和液体的焓等于干饱和蒸汽的焓。
2某液体的温度为T,若其压力大于T对应的饱和压力,则该液体一定处于未饱和液体状态。
3干饱和蒸汽被定熵压缩,将变为()。
4知道了温度和压力,就可以确定水蒸气的状态。
5水蒸气的定温膨胀过程满足Q=W。
6相对湿度为ϕ=0时,说明空气中完全没有水蒸气。
7相对湿度为ϕ=1时,说明空气中都是水蒸气。
8空气的相对湿度越大,其含湿量越高。
9对未饱和湿空气,露点温度即水蒸气分压力所对应的水的饱和温度。
10pV=nRT公式适用于(1)水蒸气(2)湿空气(3)理想气体。
11湿空气的d一定时,温度越高,其吸湿能力(1)越强(2)越弱(3)相等。
12湿空气压力一定时,其中水蒸气的分压力取决于(1)含湿量(2)相对湿度(3)露点。
13冬季,室内玻璃窗内侧为什么会结霜?14为什么阴天晾衣服不宜干,而晴天易干?15冬季室内供暖,为何要加湿?16霉季时,冷水管的表面常有水滴出现,为什么?二.计算题分析1利用水蒸气表,确定下列各点的状态(1)t=45 ºC, v=0.00100993 m3/kg ;(2)t=200 ºC, x= 0.9 ;(3)p=0.5 MPa, t= 165ºC ;(4)p=0.5 MPa, v=0.545 m3/kg2水蒸气由p1 = 1 MPa , t1 =300ºC可逆绝热膨胀到p2 = 0.1 MPa , 求1kg水蒸气所作的膨胀功和技术功。
3房间的容积为50m3,室内空气温度为30ºC,相对湿度为60%,大气压力为0.1013MPa,求:湿空气的露点温度t d,含湿量d,空气的质量m a,水蒸气质量m v。
一. 基本概念分析解答 1 √;2 √;3 过热蒸汽;4 ╳;5 ╳;6 √;7 ╳;8 ╳;9 √;10 (2)(3);11 (1);12(1);二. 计算题分析解答1. 解:(1)由已知温度,查饱和水与饱和水蒸气表,知:v kg m v ==/00101.03',确定该状态为饱和水,查饱和水与饱和蒸汽表得: )./(6490.0,/76.191,01.0K kg kJ s kg kJ h MPa p s ===(2)该状态为湿蒸汽,查饱和水与饱和水蒸汽表,得:)./(4312.6),./(3307.2,/47.2792,/34.852''''''K kg kJ s K kg kJ s kg kJ h kg kJ h ====)./(0212.6)./(3307.2)9.01()./(4312.69.0)1(/5.2598/34.852)9.01(/47.27929.0)1(''''''K kg kJ K kg kJ K kg kJ s x xs s kg kJ kg kJ kg kJ h x xh h x x =⨯-+⨯=-+==⨯-+⨯=-+=(3),867.151,5.0C t MPa p s ︒== 现 ,s t t 所以为过热蒸汽状态,查未饱和水和过热水蒸气表得: )./(8647.6,/2.2767,160,5.0K kg kJ s kg kJ h C t MPa p ==︒==,)./(9160.6,/6.2789,170,5.0K kg kJ s kg kJ h C t MPa p ==︒==,题给出,165C t ︒=故焓和熵可从上面两者之间按线性插值求得:)./(8904.6,/7.2778K kg kJ s kg kJ h ==(4)MPa p 5.0=时,饱和蒸汽的比体积''3'',/37490.0v v kg m v =,所以该状态为过热蒸汽状态,查未饱和水和过热蒸汽表得: )./(5297.7,/9.3104,/54164.0,320,5.03K kg kJ s kg kJ h kg m v C t MPa p ===︒==)./(5643.7,/6.3125,/55115.0,330,5.03K kg kJ s kg kJ h kg m v C t MPa p ===︒==按线性插值求得:)./(5422.7,/4.3112,6.323K kg kJ s kg kJ h C t ==︒=。
中国石油大学工程热力学第五章习题课
.
Qmin
1.02 W / c 1.82 kW 0.56
2. 某循环在700K的热源及400K的冷源之间工作,如图,试判别 循环是热机循环还是制冷循环,可逆还是不可逆?
解:
Wnet Q1 Q2 Q1 Wnet Q2 10000kJ 4000kJ 14000kJ
7 650 K 251.6 K 1mol[ 8.314 J/(mol K) ln 8.314 J/(mol K) ln 2 500 K 200 K
7 650 K 251.6 K 1mol[ 8.314 J/(mol K) ln 8.314 J/(mol K) ln 2 800 K 300 K
第五章习题课
一、下列说法是否正确?为什么? ⑴ 熵增大的过程为不可逆过程;
答: 不正确,只有孤立系统才可以这样说。
⑵ 不可逆过程的熵变ΔS无法计算;
答:不正确,S为状态参数,和过程无关,知道初态和终态就可以计算;
(3)若工质从某一初态经可逆与不可逆途径到达同一终态,则不可
逆途径的ΔS必大于可逆途径的ΔS。
Tm TA TB 2
两物体组成的孤立系统的熵变化量为:
Tm dT dT S 孤立系 S A S B mc mc TA T TB T Tm Tm (TA TB ) 2 mc (ln ln ) mc ln TA TB 4TATB Tm
3. 两个质量相等、比热容相同且为定值的物体,A物体初温 为TA,B物体初温为TB,用它们作可逆热机的有限热源和有 限冷源,热机工作到两物体温度相等时为止。 (1)证明平衡时的温度: Tm TATB
(2)求热机作出的最大功量;
(3)如果两物体直接接触进行热交换至温度相等时, 求平衡温度及两物体总熵的变化量。 解:(1)取A、B物体及热机为孤立系,则
2024年度-工程热力学全部课件pptx
理想气体混合物的热力学性质
具有加和性
20
理想气体基本过程
01
等温过程
温度保持不变的过程,如等温膨胀 和等温压缩
等容过程
体积保持不变的过程,如等容加热 和等容冷却
03
02
等压过程
压力保持不变的过程,如等压加热 和等压冷却
绝热过程
系统与外界没有热量交换的过程, 如绝热膨胀和绝热压缩
04
21
05 热力过程与循环 分析 22
与外界没有物质和能量交 换的系统。
孤立系统
封闭系统
开放系统
4
热力学基本定律
热力学第零定律
如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡状态,那么这两个系统也必定处于热平衡状态。
热力学第一定律
热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持 不变。
热力学第二定律
其中,Δ(mv^2)/2表示系 统动能的变化量;
开口系统能量方程可表示 为:Q = ΔU + Δ(mv^2)/2 + Δ(mgh) + Δ(mΦ)。
Δ(mgh)表示系统势能的 变化量;
11
03 热力学第二定律
12
热力学第二定律表述
不可能从单一热源取热,使之完全转 换为有用的功而不产生其他影响。
热力学系统内的不可逆过程总是朝着 熵增加的方向进行。
性能评价指标
介绍蒸汽轮机的功率、效率等 性能评价指标及其计算方法。
性能影响因素
分析影响蒸汽轮机性能的主要 因素,如蒸汽参数、汽轮机结 构等。
优化设计策略
探讨提高蒸汽轮机性能的优化 设计策略,如改进叶片形状、
提高蒸汽参数等。
工程热力学第五章课件
开尔文的证明—反证法
T1 Q1
WIR -WR
WIR WR
Q 1’
WIR=Q1-Q2 WR=Q1’-Q2’
WIR- WR = Q2’ - Q2 > 0
T1无变化 从T2吸热Q2’-Q2
IR
Q2 T2
R
WR
Q 2’
对外作功WIR-WR
违反开表述,单热源热机
把R逆转
要证明 tIR tR
38
选择题
1. 热力学第一定律告诉我们,热机效率不可能() ,热力学第二定律告诉我们,它也不能(),而 只能()。
A 大于1;B 等于1; C 小于1
A B C
2.如果热源温度不变,增大卡诺循环的输出功, 则卡诺循环的热效率将() A 增大 B 不变 C 减小 D不定 B
39
卡诺定理— 热二律的推论之一
Carnot principles
定理:在两个不同温度的恒温热源间工作的 所有热机,以可逆热机的热效率为最高。 即在恒温T1、T2下
t,任 t,R
卡诺提出:卡诺循环效率最高 结论正确,但推导过程是错误的 当时盛行“热质说” 1850年开尔文,1851年克劳修斯分别重新证明
要证明 tIR tR 若 tIR > tR
T1 q1 Rc q2 T2 w
卡诺循环热机效率
t,C
T2 s2 s1 T2 1 1 T1 s2 s1 T1
卡诺循环热机效率的说明
t,C
T2 1 T1
• t,c只取决于恒温热源T1和T2
而与工质的性质无关;
• T1越大t,c越高, T2越小t,c越高
c
31
工程热力学前五章习题课
解: (1) 第一种方法:
取氧气袋为开口系统,该系统与外界无热量及功量交换:
Q 0
Wnet 0
13
习题2—14
第二章 热力学第一定律
因为容器很大,可认为:
u2 u1
Q计算 (m2 m1 )u (m1 m2 )h W
(m1 m2 )(h u) W 2 [301.7 0.72 (273 27)] 3.6 175 kJ
即从外界吸热175kJ
Q实际 Q计算
这一结论基本合理
m 0.24
16
习题3—4
第三章 理想气体的性质
锅炉燃烧需要的空气量折合为标准状态为qv,o=5×103m3/h,实际送入的是 温度tb=250℃、表压力pe=150mmHg的热空气。已知当地大气压力 pb=756mmHg。设煤燃烧后产生的烟气量与空气量近似相同,烟气通过烟 囱排入大气。已知烟囱出口处烟气的压力p2=0.1MPa 、温度T2=480K,要 求烟气流速cf=3m/s,试求(1)热空气实际状态的体积流量qv;(2)烟囱出口 内直径的设计尺寸。见图3-10。
Q U W W 97.95 J 即空气从环境吸热 97.95 J
21
习题3—10
第三章 理想气体的性质
2kg理想气体,定容下吸热量Qv=367.6kJ,同时输入搅拌功468.3kJ (图312)。该过程中气体的平均比热容cp=1.124kJ/(kg.K)。已知初态温度 t1=280℃,试求:(1)终态温度t2;(2)热力学能、焓、熵的变化量△U、 △H和△S。
中国石油大学-化工热力学习题集(附答案)
中国石油大学-化工热力学习题集(附答案)模拟题一本大题解答(用A 或B 或C 或D )请填入下表:3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P ( B )A. >()T P sB. <()T P sC. =()T P s4. 纯物质的第二virial 系数B ( A )A 仅是T 的函数B 是T 和P 的函数C 是T 和V 的函数D 是任何两强度性质的函数5. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程,必须至少用到(A )A. 第三virial 系数 B. 第二virial 系数 C. 无穷项 D. 只需要理想气体方程 6. 液化石油气的主要成分是( A )题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答7.8.关于逸度的下列说法中不正确的是( D )(A)逸度可称为“校正压力” 。
(B)逸度可称为“有效压力” 。
(C)逸度表达了真实气体对理想气体的偏差。
(D)逸度可代替压力,使真实气体的状态方程变为fv=nRT。
(E)逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。
9.二元溶液,T, P一定时,Gibbs—Duhem 方程的正确形式是( C ).a. X1dlnγ1/dX 1+ X2dlnγ2/dX2= 0b. X1dlnγ1/dX 2+ X2 dlnγ2/dX1 = 0c. X1dlnγ1/dX 1+ X2dlnγ2/dX1= 0d. X1dlnγ1/dX 1– X2 dlnγ2/dX1 = 010.关于化学势的下列说法中不正确的是( A ) 2A. 系统的偏摩尔量就是化学势B. 化学势是系统的强度性质C. 系统中的任一物质都有化学势D. 化学势大小决定物质迁移的方向15.关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是( E )(A)活度是相对逸度,校正浓度,有效浓度;(B) 理想溶液活度等于其浓度。
(C)活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。
(D)任何纯物质的活度均为1。
(E )的偏摩尔量。
工程热力学第5章PPT课件
-
25
循环热效率计算式:
t
wnet q1
1q2 q1
适用于一切循环、任意工质
t
1
Tm , L Tm , H
适用于多热源可逆循环、任意工质
t
1 TL TH
适用于卡诺循环、概括性卡诺 循环、任意工质
-
26
5–4 熵和热力学第二定律的数学表达式
一、熵的导出 比熵的定义式: ds δqrev
T
比熵是由热力学第二定律导出的状态参数。
Q1C > Q1R多 Q2C < Q2R多 T
t
1
Q2 Q1
∴ C > tR多
1 a
平均温度法:
4
b2 cT1 T2
d3
Q1R多 = T1(sc-sa) Q2R多 = T2(sc-sa)
tR多
1
T2
_
6
- T1
5s
21
§5-3 卡诺定理
定理:在两个不同温度的恒温热源间工作的
所有热机,以可逆热机的热效率为最高。
源的温度。
-
29
对于质量为 m 的工质,
dSδQrev δQrev
T
Tr
δQrev 0 Tr
注意:
1. 熵的变化表征了可逆过程中热交换的方向与大小。
2. 熵的定义式中的热量是可逆过程中交换的热量;温 度是热源温度或工质温度,要用绝对温度。
3. δQrev 0 Tr
热量是工质与热源交换的热量,温度 是热源温度。
定理1:在相同温度的高温热源和相同的低温热源 之间工作的一切可逆循环,其热效率都相 等,与可逆循环的种类无关,与采用哪种 工质也无关。
定理2:在同为温度T1的热源和同为温度T2的冷源 间工作的一切不可逆循环,其热效率必小 于可逆循环热效率。
工程热力学智慧树知到课后章节答案2023年下中国石油大学(华东)
工程热力学智慧树知到课后章节答案2023年下中国石油大学(华东)中国石油大学(华东)绪论单元测试1.据统计,通过热能形式而被利用的能量,我国占()以上。
答案:902.热能的利用有()两种基本形式。
答案:热能的间接利用(动力应用);热能的直接利用3.工程热力学主要采用()研究方法。
答案:宏观4.宏观研究方法的典型思路是:从宏观定律出发,经过一系列严密的逻辑推理,得到一些普遍的结论和公式,应用这些结论和公式分析具体的工程问题。
答案:对5.工程热力学是从工程技术角度出发,主要采用宏观的研究方法,针对具体问题采用抽象、概括、理想化和简化的方法,目的突出实际现象的本质和主要矛盾。
答案:对第一章测试1.()是燃气膨胀做功,属于燃气动力装置中的设备。
答案:内燃机;燃气轮机2.燃煤电厂、核电站常用水蒸汽作为工作物质,其相应的整套装置称为蒸汽动力装置。
答案:对3.所有的热能动力装置都有以下()几个共性。
答案:做完功后废气或乏汽还要放热;作功物质还要经历被压缩耗功的过程;做功的物质(例如燃气或水蒸气)都要先吸热、再膨胀做功4.与外界没有物质交换,但有热量或功交换的热力系统是( )。
答案:闭口系统5.以下系统中,()质量不变。
答案:稳定流动的开口系统;闭口系统6.系统内质量保持恒定的热力系统一定是闭口系统。
答案:错7.开口系统内,当流进和流出系统的物料流量相同时,系统内的质量也可以保持恒定。
答案:对8.系统或工质的基本状态参数有()。
答案:比体积;压力;温度9.如果容器中气体压力保持不变,当地环境压力变大,那么压力表的读数()。
答案:变小10.在环境压力不变情况下,当真空表指示数值愈大时,表明被测对象的实际压力愈大还是愈小?答案:越小11.状态参数图上有一条连续实线表示的过程,则该过程是()。
答案:准平衡过程12.关于准平衡(静态)过程,下列说法错误的是()。
答案:准平衡过程不存在,所以此概念的引入没有意义13.可逆过程是()。
中国石油大学(华东)《热工基础》期末考试必备通关指导
《热工基础》课程练习题适用层次所有层次适应专业石油工程、油气储运工程使用学期自学学时12021 授学时40 实验学时0使用教材教材名称《工程热力学(第三版)》;《传热学(第二版)》编者沈维道等;戴锅生出版社高等教育出版社参考教材《传热学》俞佐平等,高等教育出版社热力学部分绪论第一章基本概念 1-1~1-5第二章热力学第一定律 2-1~2-5练习题1-1:华氏温标规定,在标准大气压(101325Pa)下纯水的冰点是32℉,汽点是212℉(℉是华氏温标温度单位的符号)。
试推导华氏温度与摄氏温度的换算关系。
1-8:容器被分隔成A、B两室,如图1-19所示。
已知当地大气压=bp,B室内压力表2 的读数04.02,=ep MPa,压力表1的读数294.01,=ep MPa,求压力表3的读数(用MPa表示)。
第二章热力学第一定律 2-6~2-7第三章理想气体的性质 3-1~3-3;3-4~3-6练习题2-5:夏日为避免阳光直射,紧闭门窗,用电扇取凉,电扇功率为60W。
假定房间内初温为28℃、压力为,太阳照射传入的热量为,通过墙壁向外散热1800kJ/h。
室内有3人,每人每小时向环境散发热量为。
试求面积为15m2、高度为3.0m的室内每小时温度的升高值。
已知空气的热力学能与温度的关系为{}KTu∆=∆72.0kJ/kg。
3-4:锅炉燃烧需要的空气量折合为标准状态为30,105⨯=vq m3/h,实际送入的是温度int=250℃、表压力=ep150mmHg的热空气。
已知当地大气压力=bp756mmHg。
设煤燃烧后产生的烟气量与空气量近似相同,烟气通过烟囱排入大气。
已知烟囱出口处烟气的压力=2p,温度T2=480K,要求烟气流速=fc3m/s,试求:(1)热空气实际状态的体积流量vq;(2)烟囱出口内直径的设计尺寸。
见图3-10。
3-8:体积V=0.5m3的密闭容器中装有27℃、的氧气,加热后温度升高到327℃。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
3.刚性绝热容器由隔板分为两部分,各储空气1mol,如图所示,左 端温度T1=500K,P1=200kPa;右端温度为P'1=300kPa,T'1=800K。现将 隔板抽去,求混合后的参数及混合引起的有效能损失I。设大气环境温 度T0=300K
解:容器的体积
nR m o l 8 . 3 1 4 J / ( m o l K ) 5 0 0 K 2 3 1 T 1 1 V = 2 . 0 7 9 1 0 m 1 p 2 0 0 K P a 1
' ' nR m o l 8 . 3 1 4 J / ( m o l K ) 8 0 0 K 1 T 1 1 2 3 V ' = 2 . 2 1 7 1 0 m p 3 0 0 K P a 1 ' 1 ' 2 3 V V V 4 . 2 9 6 1 0 m 1 1
混合后的温度 由闭口系能量方程得
7 6 5 0 K 2 5 1 . 6 K 1 m o l [8 . 3 1 4 J / ( m o l K ) l n 8 . 3 1 4 J / ( m o l K ) l n 2 8 0 0 K 3 0 0 K
1 . 1 4 7 J / K
有效能损失
I T S 300 K 1 . 147 J/K 344.1J 0 g
(同学自己完成)
2. 两个质量相等、比热容相同且为定值的物体,A物体初温 为TA,B物体初温为TB,用它们作可逆热机的有限热源和有 限冷源,热机工作到两物体温度相等时为止。 (1)证明平衡时的温度: T T m T A B
(2)求热机作出的最大功量;
(3)如果两物体直接接触进行热交换至温度相等时, 求平衡温度及两物体总熵的变化量。 解:(1)取A、B物体及热机为孤立系,则
方法1:设为热机循环 Q Q Q Q Q 1 2 1 2
T T T T T
r r 1 r 2 r 1 r 2
1 4 0 0 0 k J 4 0 0 0 k J 1 0 k J / K 0 7 0 0 K 4 0 0 K
不可能 设为制冷循环:
T
r
Q Q 14000 kJ 4000 kJ 1 Q 2 10 kJ/K
所以:
T T m T A B
(2)A物体为有限高温热源,过程中放出的热量Q1;B 物体为有限低温冷源,过程中吸收热量Q2;其中:
Q mc ( T T )Q mc ( T T ) 1 A m 2 m B
热机为可逆热机时,其作功量最大,得:
W Q Q mc ( T T ) mc ( T T ) mc ( T T 2 T ) max 1 2 A m m B A B m
t C
不 可 能
设为制冷循环
T 4 0 K c 1 . 3 3 c T T 7 0 0 K4 0 0 K 0 c
Q 4 0 0 0 k J 2 0 .4 w 1 0 0 0 0 k J n e t
c 可能但不可逆
方法3: 采用孤立系统熵增原理进行求解。
T r 1 T r 2 700 K 400 K
符合克劳修斯积分不等式,所以是不可逆制冷循环
方法2:设为热机循环
T 4 0 0 K L 1 1 0 . 4 2 8 6 C T 7 0 0 K h
W 1 0 0 0 0 k J n e t 0 . 7 1 2 6 t Q 1 4 0 0 0 k J 1
S S S S A 工 B 孤立系
因为: S工 0 则:
d T T d T m S S S mc mc 0 A B 孤立系 T T A B T T
T m
2 2 T T ln m 0 m 1 T T T T A B A B
U 0
' ' n C ( T Tn ) C ( T T )0 1 1 1 V , m 2 1 V , m 2
因 则
' n n 1 m o l 1 1
' T T 3 0 0 K 1 1 1 T = 6 5 0 K 2 2 2
混合后的压力
p2
n 2 RT2 V
2 m o l 8 . 3 1 4 J / ( m o lK ) 6 5 0 K 2 3 4 . 2 9 6 1 0 m 2 5 1 . 6 K P a
(3)平衡温度由能量平衡方程式求得,即
mc ( T T ) mc ( T T ) A m m B
Tm TA TB 2
两物体组成的孤立系统的熵变化量为:
d T d T T m S S S mc mc A B 孤立系 T T A T B T 2 T T ( T T ) mc (lnm ln m)mc ln A B T T 4 T T A B A B T m
混合过程的熵产
T p T p 2 2 2 2 S S n ( C ln R ln ) n ( C ln R ln ) g 1 p, m 1 p, m 孤立系 T p T p 1 1 1 1
7 6 5 0 K 2 5 1 . 6 K 1 m o l [8 . 3 1 4 J / ( m o l K ) l n 8 . 3 1 4 J / ( m o l K ) l n 2 5 0 0 K 2 0 0 K