工程热力学典型习题讲解

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1、工程热力学典型习题讲解2010年11月22日例1（习题2-15）：汽缸中空气组成的热力系统……解：例2（类同2-17，似4-9）、空气在压力为20bar，温度为100℃的主管道中流动,一绝热容器与主管道连接。当阀门慢慢打开时,空气进入容器，并使容器中的压力也达到20bar,求容器中空气的最终温度,若:1)容器开始时为真空2)容器在开始时已充有压力为5bar，温度为100℃的空气2kg。绝热容器Q+min(u+pv+c2/2+gz)in-Wnet-mout(u+pv+c2/2+gz)out=dEcv进入系统能量-离开系统能量=系统储存能量的变化(1)取

2、绝热容器为系统——开口系绝热容器(空）(2)：又绝热容器绝热容器内放气过程能不能用？绝热容器内放气过程能用！例3（类同4-18）、图示的装置中，气缸及活塞均由绝热材料制成，但缸头导热，气缸与活塞间的摩擦可以忽略不计，如果活塞两侧各有0.1kg的空气，其初始压力和温度均为p0=0.1Mpa，t0=27℃,现对A中气体缓慢加热,使之膨胀,推动活塞压缩B中气体,而B中气体可通过缸头向外放热,并保持其温度不变,过程终了时,B的容积为原来的1/2,试计算：（1）、过程终了时，A中气体的温度；（2）、过程中，A中气体得到的热量及B中气体所散失的热量。附：空气Rg＝287

3、.1J/kg.Kcp=1004J/kg.KQAQBAB取A、B作为整体研究：例4：（5-11）有质量相同的两个物体，温度各为TA和TB。现以这两个物体作为低温热源和高温热源。用一可逆卡诺热机在它们之间工作并产生功。由于这两个物体的热力学能是有限的，故与热机发生热交换后其温度会发生变化。设物体的比热容为定值，试证明两物体的终了温度及热机输出的功的总量各为：ABRQ1Q2W0A的初终温度分别为TA，TB的初终温度分别为TB，T二者熵变分别为：构建可逆孤立系，则可逆条件下的熵方程可表示为：因为：故有：00ABRQ1Q2W0则有：即有：功怎么计算?由于：根据能量方程

4、：证毕再去分析5-22例5（变热源问题）：在高温热源T1=2000K及低温热源T2=600K之间进行一个不可逆卡诺循环，若在定温吸热及定温放热过程中工质与高温热源、低温热源均存在60K温差，其余两个绝热过程均为可逆过程，试求：（1）循环效率。（2）若热源供给1000KJ的热量，求作功能力损失。2000k600k1940k660k思想：构造理想卡诺循环，假想中间热源例6（7-3及15）：在压缩空气输气管上接有一渐缩喷管，喷管前的空气压力可以通过阀门调节，空气温度27℃，喷管出口背压0.1mpa，试求喷管进口压力为0.15及0.25mpa时喷管出口截面上的压力速

5、度及马赫数；若喷管效率为0.95，求喷管出口截面上的压力、速度。例6（7-3及15）：在压缩空气输气管上接有一渐缩喷管，喷管前的空气压力可以通过阀门调节，空气温度27℃，喷管出口背压0.1mpa，试求喷管进口压力为0.15及0.25mpa时喷管出口截面上的压力速度及马赫数；若喷管效率为0.95，求喷管出口截面上的压力、速度。例7（p145，例8-1）：例8（p150，例8-3）：例9（p209，例11-1、2、3）：例10（p227，例12-2）：