工程热力学习题课

TB 2
siso sA sB c m ln T T m A ln T T m B c m ln T T A T m 2 B 0
所以过程不可逆。
5
简答题１
1、解： 一般错误：认为热源温度恒定
s Q Q 0
T T iso
A
B
6
简答题２
２、有人说，根据卡诺定理，一切不可逆 机的效率必小于可逆机的效率。是否正 确？请说明理由。
Q1 T1T2T0 Q2 T2T1T0
Q
' 0
30
T1 Q1
Q 2 ,1 T2
Q 2 ,2
Q0
T0
计算题1-方案二
热量利用率 (供热系数) W
Q1 T1T2T0 Q2 T2T1T0
31
计算题1-方案三
T1
Q 1,0
W
Q 1 , 2 当然还有其他方案。
Q2
T2
热量利用率 (供热系数)
Q0
Q1 T1T2T0
d S c .v T r Q ,i（ sm ） in（ sm ） o u t d S g 0
假 设 绝 热 ， 仍 只 有 要 dSc( .vs m 0) o u t ( s m ) i n d S g
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简答题８
８、三块相同的金属块被加热到温度TA，第一块 迅速被冷却到环境温度T0，其熵变为ΔSA；第 二块在环境中缓慢冷却到T0，其熵变为ΔSB； 第三块先与温度为TB (TA> TB >T0)的热源接触， 达到平衡后再被冷却到环境温度T0，其熵变为
解：
ph T u v s
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简ຫໍສະໝຸດ Baidu题７
7、系统经历了一不可逆过程，已知终态熵 小于初态熵，能否判断该过程一定放出热 量，为什么？ 解：如果你认为系统是闭口系，由
SSf Sg0, S g 0 则有
S f 0, 必定放热
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简答题７
7、系统经历了一不可逆过程，已知终态熵 小于初态熵，能否判断该过程一定放出热 量，为什么？ 解：如果认为系统是开口系，据题意有
况而不下违，反利热用力低学温定热律源的的一热种向方高案温。热用户提供热量Q1，
(2) 试推导出你设计的这种方案的热量利用率。
热量利用率的定义为Q1与低温余热源放出热量的比值。
(3) 说明在理想情况下各种方案的热量利用率均 相同。
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计算题1-方案一
T1 Q1
W
Q0
T0
热量利用率
T2
(供热系数)
Q2
T0
Q2 T2T1T0
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计算题1-证明同效率
T1
Q1
方案 Q 2
理想情况： 过程可逆
Q0
T0
证：对任意可逆过程，没有作功能力
损失,又与外界没有功的交换，过程前后 系统Ex不变。
又Ex,Q0 0所以Ex,Q1 Ex,Q2,
T2
即1-TT01
Q1
1-TT02
Q2
所 以 ＝Q Q2! T T12T T21 T T0 0
p
T
3
2
p3
s
s
1
p
4
2 p
p
4
1
v
s
27
作图题２-逆循环
同 温 限 逆 卡 诺 循 环 效 率 rT 2T 4T 4
p
T
3
2
p3
p
2
s
s
1
p
4
4
1
p
v
s
28
计算题1
２的求、：高设温有热一用恒户温，T已2的知低环温境余的热温源度和为一T恒0，温而为且T1T（0＜T1T>2，T2）
(1)在不消耗其它动力的条件下，试设计出理想情
ΔSC；试说明这三个过程、和的大小关系。
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简答题８
８、解： 熵是状态量，熵变与过程无关，
SASBSC
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简答题９
９、某人声称使用新式热力循环和高技术 开发出一种新型节能冷柜，在30℃室温下， 制冷温度为-40℃时，制冷系数仍可以达到 4，请你判断一下是否可能实现。
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简答题９
９解：
一二、过也程可可以逆用时 孤， 立系熵增原理来判断。
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简答题４
４、某系统处于某一状态，该系统的 Exergy指的是什么？
做出的最大有用功，如 Ex,H,Ex,U,Ex,Q
消耗的最小有用功，如冷量
E x ,Q 0
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简答题５
５、膨胀功、流动功、轴功和技术功之间 有何区别？有何联系？
对流动工质，微分形式能量方程
q d u w d u p d v
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计算题2
３、某正循环可逆热机，在温度为30℃的 环境和4000kg的0℃的冰间工作，最后 0℃的冰变为30℃的水，试求可逆机能对 外作的净功为多少？已知冰的溶解热为 γ=333kJ/kg，冰在溶解过程中温度不 变），水的比热c=4.1868kJ/(kg.K)。
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工程热力学 习题课
2
简答题１
１、 两个质量和比热（cm）相同，温度分
别为TA和TB的固体进行热交换，请推导
说明达到热平衡的过程是一个不可逆过 程。
3
1、解：
TA, m
简答题１
传热
TB,
m
孤立系
如果此系统熵增大于零，则过程不可逆。
4
简答题１
1、解：
直接传热，则平衡温度，
Tm
TA
7
简答题２
２、解： 要注意是否同温限或同等效温限，这样 才能比较。
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简答题３
３、写出熵和焓的定义式，理想气体定容 过程焓的变化
解：
ds qrev
T hu pv
hv u vp 或 hv＝ c p T
9
简答题４
４、某系统处于某一状态，该系统的 Exergy指的是什么？
Exergy指的是系统从当前任意状态 可逆地变化到与指定环境相平衡的 状态时，理论上所能做出的最大有 用功或消耗的最小有用功。
q d h w t d u [ d ( p v ) w t ] d h ( v d p )
qdh(1 2dc2gdzws)
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简答题５
５、膨胀功、流动功、轴功和技术功之间 有何区别？有何联系？
所以，
wwt d(pv)
wt 1 2dc2gdzws
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简答题６
６、理想气体经历绝热节流过程，节流前 后的状态参数压力、温度、比容、内能、 焓、熵如何变化？
max
Tr T0 Tr
3.334
所以，不可能。
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简答题10
10、由于绝热压缩过程不向外散热，故绝 热压缩过程所消耗的压缩轴功最少。
21
10、解：
简答题10
p 2T 2n 2 s
p1
1
v
可以看出绝热压缩耗功最大。
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10、解：
简答题10
也可以具体求等温、多边、绝热压缩过 程的技术功表达式，比较一下大小。
p1
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作图题１
1、解：
p
T
2
3
3
T
1
p
v
2
1
v
s
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作图题１
作错的图
T
3
v
p
dT T
2
1
ds cn
s
等压线和等容线在T-s上的斜率都应为正。
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作图题１
作错的图
T
3
p v
2
1
dT T ds cn
s
等压线和等容线在T-s上都应该是凹曲线。
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作图题２-正循环
同 温 限 正 卡 诺 循 环 效 率 r1T T 13