工程热力学习题

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1、1-12气缸中密封有空气，初态为P1=0.2MPa,V1=0.4m3,缓慢膨胀到V2=0.8m3，（1）过程中PV保持不变，（2）过程气体先沿{P}MPa=0.4-0.5{V}m3膨胀到Vm=0.6m3，再维持压力不变膨胀到V2=0.8m3，分别求出两过程中气体做出的膨胀功解：由膨胀功的公式W=（1）PV=P1V1=0.08P=W=(2)分两个过程W1==0.03*W2==0.02*W=W1+W2=0.05*1-13某种理想气体在其状态变化过程中服从=P常数的规律，其中n为定值，P是压力，V

2、是比体积，试据W=导出气体在该过程作功为W=证明：W=因为所以W=1-16某种气体在气缸中进行一缓慢膨胀过程，其体积由0.1m3增加到0.25m3，过程中气体压力循P=0.24-0.4V变化。若过程中气缸与活塞的摩擦保持为1200N.当地大气压为0.1MPa，气缸截面积0.1m3试求：（1）气体所做的膨胀功W；（2）系统输出的有用功Wu；（3）活塞与气缸无摩擦时系统输出的有用功Wu,re解(1)W===2.55*(2)Wu=W-Wr-W1Wr=P(V2-V1)=1.5*W1=FS=Wu=W-Wr-

3、W1=2.55*-1.5*-1800=8700(3)Wu,re=W-Wr=(2.55-1.5)*=10500J1-23若某种气体的状态方程为PV=RgT，现在取质量为1Kg的该种气体分别做两次循环，如图，循环1-2-3-1和循环4-5-6-4所示，设过程1-2和过程4-5中温度不变并等于Ta，过程2-3和5-6中压力不变，过程3-1和6-4中体积不变，又设状态3和状态6的温度相等，都等于Tb，试证明两个循环中1Kg气体对外界所做的循环净功相同。证明：逐步分过程来分析1-2,4-5为等温过程由PV=RgT由题

4、知V1=V3，V4=V6，P3=P1P6=P4，T2=T1=TaT3=T6=Tb2-3,5-6为等压过程则3-1,6-4为等容过程，做功为0因此两者循环净功相等2-8如图，气缸内空气的体积为0.008m3，温度为17℃，初始时空气压力为0.1013MPa，弹簧处于自由状态，现向空气加热，使其压力升高，并推动活塞上升而压缩弹簧。已知活塞面积为0.08m2，弹簧刚度为K=400N/cm，空气热力学能变化关系式为,环境大气压力0.1MPa，试求使气缸内的空气压力达到0.3MPa所需的热量。解：开始时弹簧处于自由状

5、态，则此时空气体积为气体膨胀所做的功