第五章课后习题

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1、...工程热力学课后习题第五章课后习题5-1利用逆向卡诺循环机作为热泵向房间供热，设室外温度为5C，室内温度保持20C，要求每小时向室内供热2.510KJ，试问：（1）4每小时从室外吸收多少热量？（2）此循环的供暖系数多大？（3）热泵由电动机驱动，如电动机效率为95%，电动机的功率多大？（4）如果直接用电炉取暖，每小时耗电多少（kWh）?解：已知4TKTKqKJh12732029325273268Q2.510/1（1）是逆向卡诺循环时，qqQQ12TT12T268442qq2.5102.28710KJ/hQQ21T2931（2）循环的供暖

2、系数T'1TT1229329326811.72（3）每小时耗电能44qqq2.52.287100.21310KJ/h。电机wQQ12效率为95%，因而电机功率为：40.21310N0.623KW360095%（4）若直接用电炉取暖，则42.510KJ/h的热能全部由电能供给，耗电力442.510P2.510KJ/hKJ/s6.94KW36005-2设有一由两个定温过程和两个定压过程组成的热力循环，如图5-34所示。工质加热前的状态为p10.1MPa,T1300K，定压加热到TK，再在定温下每千克工质加热400KJ。试分别计算不采21000

3、......用回热和采用极限回热循环的热效率，并比较它们的大小。工质的比热容c1.004KJ/(kgK)。p......工程热力学课后习题解：（1）不回热时（2）采用极限回热时，1-2过程所需热量由3-4过程供给，所以或5-3试证明：同一种工质在参数坐标图（例如图）上的两条绝热线不可能相交。（提示：若相交的话，将违反热力学第二定律。）......工程热力学课后习题证假设AB和CD两条可逆绝热线可能相交，其交点为1，设另一条等温线分别与二条绝热线交于2和3。若工质依1-2-3-1进行热力循环，此循环由1-2，2-3和3-1三个过程组成，除2

4、-3过程中工质自单一热源吸热外，其余二过程均绝热，这样就可使循环发动机有从单一的热源吸热，全部转化为机械能而不引起任何其他变化，显然是与热学第二定律相矛盾的，肯定是不可能，从而证明两条可逆绝热线不可能相交。5-4设有1kmol的某种理想气体进行图5-35所示的循环1-2-3-1，已知。设比热容为定值，绝热指数。（1）求初态压力；（2）在图上画出该循环；（3）求循环效率；（4）该循环的放热很理想，但热效率不很高，问原因何在？（提示：算出平均温度。）......工程热力学课后习题解：①1-2为可逆的绝热过程，初终状态参数间关系有：②循环1-2

5、-3-1的T-S图如右③吸热量放热量而，，④如果是以T11500K为热源，T2300K为冷源的卡诺循环，其热效率可达80%，（）这里吸热过程按定压、......工程热力学课后习题平均吸热温度可见，T比T1低得多，故该循环热效率不高。15-5如图5-36所示，一台在恒温热源T和T0之间工作的热机E，1作出的循环净功W正好带动工作于TH和T0之间的热泵P，热泵net的功热量Q用于谷物烘干。已知HTKTKTKQKJ。（1）若热机效率40%11000,360,0290,1100t，热泵供暖系数'3.5，求Q；（2）设E和P都以可逆机代替，求此H时

6、的Q；（3）计算结果HQQ，表示冷源中有部分热量传入温度为1的热源，此复合系统并未消耗机械功而将热量由T传给了TH，是否0违背了第二定律？为什么？解①热机E输出功热泵向热源T输送热量H②若E、P都是可逆机，则......工程热力学课后习题③上述两种情况Q均大于Q，但这并不违背热力学第二定律，以H（1）为例，包括温度为的诸热源和冷源，以及热机E，热泵P在内的一个大热力系统并不消耗外功，但是，，就是说虽然经过每一循环，冷源T吸入热量60KJ，放出热量100KJ，尽传出热量40KJ给0T的热H源，但是必须注意到同时有100KJ热量自高温热源T传

7、给1T的热源，H所以40KJ热量自低温传给高温热源TT是花了代价的，这个代0H价就是100kJ热量自高温传给了低温热源，所以不违热力学第二定律。5-6某热机工作于T12000K,T2300K的两个恒温热源之间，试问下列几种情况能否实现，是否是可逆循环；（1）QKJWKJ；（2）11,net0.9QKJQKJ；（3）12,20.3Q20.5KJ,Wnet1.5KJ。解：在TT间工作的可逆循环热效率最高，等于卡诺循环热效率，而1,2TT间工作的可逆循环热效率最高，等于卡诺循环热效率，而（1）不可能实现（2）是可逆循环（3）是不可逆循环....

8、..工程热力学课后习题5-7有人设计了一台热机，工质分别从温度为T1800K,T2500K的两个高温热源吸热Q11500KJ和Q2500KJ，以T0300K的环境为冷源，放热Q，问：（1）如要