第五章-气体的热力性质(作业).ppt

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1、第五章气体的热力性质[5-3]已知理想气体的定压比热容为Cp=a+bT，其中a及b为常数。试导出其内能，焓和熵的变化量计算式。解：理想气体定压比热容与定容比热容之间的关系为理想气体内能，焓熵的变化量代入（a,b,Rg为常数）[5-5]一千克N2由t1=30℃加热到t2=400℃，试分别用定值比热和平均比热容计算其内能和焓的变化量，如果加热过程中未完成功，问加入的热量为多少？如果过程中未完成膨胀功，加入的热量为多少？解：⑴用定值比热容计算⑵用平均比热容计算，过程中未完成膨胀功则过程中加入的热量或由能量

2、方程，过程中未完成技术功或则过程中加入的热量(3)由能量方程[5-7]某锅炉的空气预热器在定压下将空气由20℃提高到250℃，空气流量为60000m3/h（标准状况），试用定值比热容和平均比热容计算每小时加给空气的热量。解：⑴用定值比热容计算已知⑵用平均比热容计算[5-10]将1kmol氧气由p1=0.1MPa，t1=25℃，压缩到p2=6MPa，t2=250℃，按理想气体性质计算其内能、焓、熵的变化量。如压缩过程消耗的技术功量为20kJ/mol，求过程中放出的热量（用比热容函数计算）。解：（1）按

3、附录表2，气体摩尔热容公式对于氧气且（2）按能量平衡方程[5-12]两股压力相同的空气流，一股温度，t1=400℃，流量为qm1=120kg/h；另一股t2=15℃，qm2=210kg/h，两股混合为相同压力的混合气流，若混合过程是绝热的，求：⑴混合气流的温度；⑵混合过程空气的熵将增大还是减小，还是不变？⑶计算熵变化量（用定值比热容计算）。解：取，设混合后达状态3⑴由⑵题中所述过程是一个绝热的不可逆过程，因而混合后气流的熵必然增大。⑶对于不同参数的同种气流混合的熵变化量，可按下式计算式中，为各股气流

4、的流量，温度和压力，为合流的温度和压力将题中给定的数值代入上式，有上式不能应用于不同种类气体的混合。上述绝热的混合过程是不可逆过程，空气的总熵必然增大。[5-14]欲将0.5kmol的氮气，在温度为300K的情况下充入容积为0.7m3的容器中，试分别用理想气体状态方程，通用压缩因子图，范德瓦尔方程和RK方程计算容器中将承受的压力。解：⑴用理想气体状态方程计算压力⑵用范德瓦尔方程计算压力，已知⑶用通用压缩因子图计算压力及根据试算法，得查表得氮气临界参数为：(4)用R-K方程计算压力