工程热力学习题课2 热力学第一定律

例2 功不是状态参数，热力学能与推动工功之 和____ A.不是状态参数 B.不是广延量 C.是状态参数 D.没有意义
C 功和热量都不是状态参数，它们传递进入 系统后就变成系统的能量，与它们的“前身” 是什么无关，所以推动工进入系统后就是系 统具有的能量一部分，与热力学能的和被定 义为焓，而这个量的值仅取决于状态，与如 何到达这一状态的过程无关，所以焓也是状 态参数。
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例4 某空调系统换热器把压力
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工程热力学
Engineering Thermodynamics
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例1 热力学第一定律用于_____ A.开口系统、理想气体、稳定流动 B.闭口系统、实际气体、任意流动 C.任意系统、任意工质、任意过程 D.任意系统、任意工质、可逆过程
C 热力学第一定律的实质就是能量守恒与 转换定律，所以它可以不受限制地适用于任 意系统、任意工质、任意过程
解：取全部气体为系统。A、B中气体质量
p A1VA1 200 103 Pa 1m3 mA 2.323kg RgTA1 287 J / (kg K ) 300 K pB1VB1 1106 Pa 1m3 mB 3.484kg RgTB1 287 J / (kg K ) 1000 K
例3 刚性绝热的气缸由透热、与缸体无摩擦 的活塞分成A、B两部分（如图），初始时活 塞被销钉卡住，A、B两部分的容积各为1m3， 分别存储有200kPa、300K和1MPa、1000K的空 气。拔去销钉，活塞自由移动，最终达到新 平衡态。若空气的热力学能u=cvT，且空气的 比热容可取定值，计算终态压力和温度。
能量方程
m mA mB 2.323kg 3.484kg 5.807kg
Q U W U (mA mB )u2 (mAu A1 mBu B1 ) cV mT2 (mATA1 mBTB1 ) 0 T2 mA1TA1 mB1TB1 2.323kg 300 K 3.484kg 1000 K 720.0 K m 5.807 kg mRg T2 5.807 kg 0.287 kJ / (kg K ) p2 600.0kPa 3 V2 2m