中国石油大学热工基础典型问题第三章理想气体的性质与热力过程

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1、工程热力学与传热学第三章理想气体的性质与热力过程典型问题分析一.基本概念分析Cp,Cy,Cp・Cv，Cp/Cv与物质的种类是否有关,与状态是否有关。2分析此式各步的适用条件:8Q=dU+8W=dU+pdV=dU+d(pV)=〃([/+pV)=dH3将满足下列要求的理想气体多变过程表示在p-v图和T-s图上。(1)工质又膨胀，又升温，又吸热的过程。(2)工质又膨胀，又降温，又放热的过程。4试分析多变指数在1

2、为qv=66000m3/h,若鼓风炉送入的热空气温度为ti=250°C,表压力pg1=20.0kPa«当时当地的大气压力pb=101.325kPao求实际的送风量为多少?理想气体的比热容2在燃气轮机动力装置的回热器中，将空气从150°C定压加热到350°C,试按下列比热容值计算对每公斤空气所加入的热量。01按真实比热容计算；02按平均比热容表计算(附表2,3)；03按定值比热容计算；04按空气的热力性质表计算(附表4)；3已知某理想气体的比定容热容5二a+bt,其中a,b为常数，试导出其热力学能，熔和爛变的计算

3、式。理想气体的热力过程4一容积为0.15m3的储气罐，内装氧气，具初始压力pi=0.55MPa,温度t讦38。6若对氧气加热，其温度，压力都升高。储气罐上装有压力控制阀，当压力超过0.7MPa时，阀门便自动打开,放走部分氧气，即储气罐中维持的最大压力为0.7MPa。问当罐中氧气温度为285°C时，对罐中氧气共加入了多少热量？设氧气的比热容为定值。12kg空气分别经过定温膨胀和绝热膨胀的町逆过程，从初态压力为pi=9.807bar,"3009膨胀到终态容积为初态容积的5倍。试计算不同过程中空气的终态参数，对外界所

4、作的功和交换的热量,过程中热力学能,焙和境的变化量。设空气的Cp=1.004kJ/(kg.K),R=0.287kJ/(kg.K),K二1.4。一.基本概念分析解答1Cp和5与物质的种类有关，与状态有关，Cp・Cv二Rg与物质的种类有关，与状态无关,Cp/cv=Y与物质的种类有关，与状态有关。26Q=dU+6W——任意气体任意微元过程=dU+pdV——任意气体微元可逆过程=dU+d(pV)——任意气体微元定压过程=d(U+pV)——任意气体微元定压过程=dH——熔的定义=mcpdT——理想气体任意过程3(1)工质

5、又膨胀，又升温，又吸热的过程。(2)工质又膨胀，又降温，又放热的过程。4分析多变指数在1

6、4x10一训：-l・913xl(r训：+0.2763x1012lmol空气的加热量为:Qp=p623・15K(623A5KCntnPCndT=R423.15APEJ423.15KR=8.3145J/(mol.K)x(3.653x(623A5K一423.15K)-1.337x1()72x[(623・15K)2-(423・15K)2]+'294x10-x[(623・15K)3_(423・15K)*_31.913：10"x[(623.15K)“-(423.15"]+0.2763x10"x[(623.15k)$-(4

7、23.15K)'])=5994.05J/mol查表得空气的摩尔质MM=28.97X10-3kg/mol，故对1kg空气的加热量为：Qp_5994.05J/mol28.91xlO'3kg/mol=206.9xlO3J/kg=206.9V/kg按平均比热容表计算：查附表得：t=100°C时，cp=l・006AJ(Eg・K);t=200°C时，cp=1.012kJ/(kg.K)t=300°C时，Cp=1.019kJ/(kg.K);t=400。(?时，勺=1.028kJ/(kg.K)所以：150°C0°C=[1.012

8、V/(kg.K)-1.006V/(畑・K)]x刈丁+1.006V/(kg.K)X00=1.009kJ/(kg.K)350°C0°C=l.d235kJ/(kg.K)按空气的热力性质表计算：杏空气的热力性质表得：当[1.028V/(kg.K)-1.019V/(kg.K]x+1.019V/(kg.K)100=1.0235W/(kg.K)x350°C一1-009V/(kg.K)x150°C=2