工程热力学第五版第五章习题答案_
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第五章 习题解答
5-1 ⑴ 12,1873313
64.14%873
t c T T T η--==
= ⑵ 0,10.641410064.14 kW t c W Q η==⨯= ⑶ ()()2,1110.641410035.86 kW t c Q Q η=-=-⨯= 5-2 12,1100040060%1000
t c T T T η--=
== 0,10.61000600 kJ < 700 kJ t c W Q η==⨯=
该循环发动机不能实现
5-3 ()()121 1.011000300707 kJ/kg p q c T T =-=⨯-=
1
33323331221.4
1.41
ln
ln ln 300 0.287300ln 362.8 kJ/kg
1000p p
T q RT RT RT p p T κκ--⎛⎫=== ⎪⎝⎭
⎛⎫
=⨯⨯=- ⎪
⎝⎭
12707362.8344.2 kJ/kg w q q =+=-=
1344.248.68%707
w q η=
== 5-4 12,11000300
70%1000
t c T T T η--=
== ,10.7707495 kJ/kg t c w q η==⨯=
5-5 ⑴221126310000089765 kJ/h 293
T Q Q T =
=⨯= ⑵12,12293
9.77293263c T T T ε=
==-- 1
2,100000
2.84 kW 9.773600
c
Q P ε=
=
=⨯
⑶100000
100000 kJ/h 27.78 kW 3600
P ==
=
5-6 ⑴12,12293
14.65293273
c T T T ε=
==-- 1
2,201000
0.455 kW 9.773600
c
Q P ε⨯=
=
=⨯
由()122
1212003600
T T T P
T T -⨯=-2
20t =℃ 得1313 K 40T ==℃
5-7 2,10.351000015000 kJ/h t c Q Q ηε==⨯⨯= 5-8 ()()2111000010.37000 kJ/h t Q Q η=-=⨯-=
215000700022000 kJ/h Q Q Q =+=+=总
5-9 可逆绝热压缩终态温度2T
1 1.411.4
22110.3300410.60.1p T T p κκ
--⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪
⎪
⎝⎭
⎝⎭
K
可逆过程0Q U W =∆+=，不可逆过程0Q U W ''=∆+= 且 1.1W W '=，则 1.1U U '∆=∆
()()21211.1v v mc T T mc T T '-=-
()()21211.1300 1.1410.6300421.7T T T T '=+-=+⨯-=K 2211421.70.3ln ln 0.1 1.01ln 0.287ln 3000.1p T p S m c R T p '⎛⎫⎛
⎫∆=-=⨯- ⎪ ⎪⎝⎭⎝
⎭
=0.00286 kJ/kg.K
5-10 理论制冷系数：21,12258
7.37293258
c T T T ε=
==-- 制冷机理论功率：2
1,125700
4.74 kW 7.373600
c
Q P ε=
=
=⨯
散热量：12125700 4.743600142756 kJ/h Q Q P =+=+⨯= 冷却水量：21H O 142756
4867.2 kg/h 4.197
Q m c t =
==∆⨯
5-11 ⑴ 1111003070 kJ W Q U =-∆=-=
热源在完成不可逆循环后熵增0.026kJ/kg.K 则第二个过程热源吸热：
120.0261006000.026115.6 kJ Q Q T T ⎛⎫
=+=+⨯= ⎪⎝⎭
工质向热源放热：
()22115.63085.6 kJ W Q U =-∆=---=- 5-12 可逆定温压缩过程熵变：
211
ln
0.287ln 0.66 kJ/kg K 0.1
p s R p ∆=-=-⨯=-⋅ 可逆过程耗功：
1120.1ln
0.287400ln 264 kJ/kg 1
p w RT p ==⨯⨯=- 实际耗功：()1.25 1.25264330 kJ/kg w w '==⨯-=- 因不可逆性引起的耗散损失：
()33026466 kJ/kg q w w ''=-=---=- 总熵变：066
0.660.44 kJ/kg K 300
q s s T ''∆=∆+
=-+=-⋅ 5-13 ()121v q c T T =-，()231p q c T T =-
()()31313121121212111111111
p v c T T T T v v q w
q q c T T T T p p ηκκ---=
=-=-=-=---- 5-14 1112ln
p q RT p =，()421223
ln v p
q c T T RT p =-+ ()4124
12223
3
2
11
1
112
2
ln
ln 1111ln
ln
v p T T p
c T T RT T p p q p p q RT T p p κη--++-=-
=-=-