工程热力学与传热学练习题4

5. 某可逆热机工作于 1400K 的高温热源和 60 ℃的低温 热源之间，若每个循环从高温热源吸热5000KJ，求： (1)高温热源、低温热源的熵变化量。 (2)由两个热源和热机所组成的系统的熵变化量。
6.工质作可逆卡诺循环时，T1=873K，T0=303K，循环 吸热量Q1=3000KJ，求：
1.热力学第二定律能否表达为：“机械能可以全部变 为热能，而热能不可能全部变为机械能。”这种说法有 什么不妥当? 2. 试证明热力学第二定律的各种说法的等效性：若 克劳修斯说法不成立，则开尔文说法也不成立。 3. 根据循环热效率的定义式 ηt=w0/q1 ，可否说： “ 循 环的单位质量净功w0越大，则循环的热效率ηt越高”?为 什么? 4.指出循环热效率公式ηt=1-Q2/Q1和ηt=1-T2/T1各自适 用的范围(T1和T2是指热源和冷源的温度)。
(2)熵增大的过程必为不可逆过程。
(3)熵减少的过程是不可实现的。
(4)卡诺循环是理想循环，一切循环的热效率都比卡诺 循环的热效率低。 (5)把热量全部变为功是不可能的。
1. 某柴油机的最高燃烧温度为 2000 ℃，排气温度为 500Fra Baidu bibliotek，如有一卡诺机也在这两个温度间工作，试求其热 效率为多少? 2.有一热机按某种循环工作，从高温热源T1=2000K吸 取热量Q1，向冷源T2=300K放出热量Q2，同时对外做功W， 试确定此热机在下列情况下是可逆的、不可逆的、还是 不可能的?
7.一台汽车发动机的热效率是18%，燃气温度为950℃， 周围环境温度为 25 ℃，这个发动机的工作有没有违背热 力学第二定律? 8.理想气体熵变化量的计算公式全是从可逆过程推出 的，为什么它们也适用与相同初、终态的不可逆过程?
9.是非题(对的打“√”，错的打“×”)
(1)在任何情况下，向气体加热，熵一定增加，气体放 热，熵总减少。
(1)Q1=1000KJ，W=900KJ。
(2)Q1=2000KJ，Q2=300KJ。 (3)W=1500KJ，Q2=500KJ。
3. 一卡诺机的热效率为 40% ，若它自高温热源吸热 4000KJ/h，向25℃的低温热源放热，试求高温热源的温度 及净功。 4. 两台卡诺机串联工作， A 热机工作在 700 ℃和 T 之间， B热机工作在T和20℃之间，试计算在下述情况下的T值。 (1)两热机输出的功相同。 (2)两热机的热效率相同。
(1)循环所做功量。 (2)冷源吸热量及冷源熵增量。 (3) 如果由于不可逆，系统的熵增加 0.2KJ/K ，问冷源 多吸收多少热，循环少做多少功?
7.欲设计一热机，使之能从温度为 973K的高温热源吸 热2000KJ，并向温度为303K的冷源放热800KJ，求： (1)此循环能否进行? (2) 若把此热机当制冷机用，从冷源吸热 800KJ ，能否 向热源放热 2000KJ? 预使之从冷源吸热 800KJ ，至少需耗 多少功? 8. 已知 A 、 B 、 C3 个热源的温度分别为 500K 、 400K 和 300K，有可逆机在这 3个热源间工作，若可逆机从A热源 净吸入 3000KJ 热量，输出净功400KJ ，试求可逆机与B、 C两热源间的换热量，并指明方向。
5.卡诺循环和卡诺定理对提高实际热机效率有何指导 意义?试结合内燃机来阐述这方面的指导意义。 6.以下说法有无错误或不完全的地方? (1)工质经过一个不可逆循环后，Δs工质>0。
(2)使系统熵增大的过程必为不可逆过程。
(3) 热力学第二定律可表述为： “ 功可全部变为热，但 热不可能完全变为功”。 (4)因为熵只增不减，所以熵减少的过程是无法实现的。