热力学第二章讨论

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1、第二章讨论课思考题工质膨胀是否一定对外作功？向真空膨胀，自由膨胀定容过程是否一定不作功？开口系，技术功定温过程是否一定不传热？相变过程（冰融化，水汽化）水轮机门窗紧闭房间用电冰箱降温以房间为系统绝热闭口系闭口系能量方程T电冰箱门窗紧闭房间用空调降温以房间为系统绝热闭口系闭口系能量方程T空调Q充气问题与取系统习题2-9储气罐原有气体m0,u0输气管状态不变，h经时间充气，关阀储气罐中气体m求：储气罐中气体内能u’忽略动、位能变化，且管路、储气罐、阀门均绝热m0,u0h四种可取系统1）取储气罐为系统开口系2）取最终罐中气体为系统闭口系3）取将进入储气罐的气体为系统m0,u0h闭口系4）

2、取储气罐原有气体为系统闭口系1)取储气罐为系统(开口系)忽略动位能变化h绝热无作功部件无离开气体1)取储气罐为系统(开口系)经时间充气，积分概念hh是常数四种可取系统1）取储气罐为系统开口系2）取最终罐中气体为系统闭口系3）取将进入储气罐的气体为系统m0,u0h闭口系4）取储气罐原有气体为系统闭口系2）取最终罐中气体为系统(闭口系)hm0m-m0绝热m-m0四种可取系统1）取储气罐为系统开口系2）取最终罐中气体为系统闭口系3）取将进入储气罐的气体为系统m0,u0h闭口系4）取储气罐原有气体为系统闭口系3）取将进入储气罐的气体为系统(闭口系)m0hm-m0m0与m-m0有温差传热Q1

3、m-m0对m0作功W1??m-m0四种可取系统1）取储气罐为系统开口系2）取最终罐中气体为系统闭口系3）取将进入储气罐的气体为系统m0,u0h闭口系4）取储气罐原有气体为系统闭口系4）取储气罐原有气体为系统(闭口系)m0hm-m0m0与m-m0有温差传热Q1’m0得m-m0作功W1’??4）取储气罐原有气体为系统(闭口系)m0hm-m0四种可取系统1）取储气罐为系统开口系2）取最终罐中气体为系统闭口系3）取将进入储气罐的气体为系统m0,u0h闭口系4）取储气罐原有气体为系统闭口系√√利用热一律的文字表达式进－出＝内能变化h内能变化：取储气罐为系统(开口系)进：出：m0,u0结果说明1

4、）取系统不同，考虑的角度不同开口系反映为质量携带焓2）若m0＝0，m0,u0h闭口系反映作功充气终温的计算已知：理想气体求：储气罐中气体终温m0=0h两种算法t=15℃℃K?充气终温的计算关键看u与h的零点是否相同m0=0ht=15℃℃K理想气体影响终温T’的因素说明T’与哪些因素有关？m0,u0,p0,T0h,p,Tm,u’,p’,T’已知：理想气体T’的表达式m0,u0,p0,T0h,p,Tm,u’,p’,T’T’的表达式分析m0,u0,p0,T0h,p,Tm,u’,p’,T’1）T’与p无关理想气体h=f(T)2）T’与T有关ThT’T’的表达式分析m0,u0,p0,T0h,p

5、,T>T0m,u’,p’,T’3）T’与T0有关T0T’m0m-m0带入能量T’的表达式分析m0,u0,p0,T0h,p,T>T0m,u’,p’,T’4）T’与p0/p’有关p0/p’T’p0/p’反映充气数量取系统问题之二已知：p1=35bar,t1=16℃h≈0V要求：输出4kW,持续30s允许：p1p2=3.5bar求：需要的容积V解1:取储气罐为系统（开口）h≈0V解1:取储气罐为系统（开口）Vh≈0解2：取气体为系统（闭口）Vh≈0u2’≈0解3：取储气罐和汽机为系统（开口）Vh≈0进－出＝内能变化内能变化：进：出：u2’≈0其它功例1HeQl真空已知：缓慢加热He气p1=

6、1.013bar,p2=3.039bar活塞面积A=0.1m2,无摩擦弹簧刚度k=105N/m求：He作功量W物理学过：弹簧变形与力的关系弹簧功解1：由弹簧功求He作功量HeQl真空解1：由He参数求作功量HeQl真空缓慢加热：准静态关键求p与V的关系其它功例2pb已知：马达搅拌10分钟转速n=600[转/分钟]活塞移动0.2m，面积0.125m2,无摩擦工质作净功-2058Jpb=105bar求：马达输入的轴功及其扭矩旋转轴功的计算pbId物理学过：旋转轴功I施加的扭矩[N.m]旋转的角度[弧度]机械工程，习惯用功率角速度转速[转/分钟]旋转轴功的求解pb已知：马达搅拌10分钟

7、转速n=600[转/分钟]活塞移动0.2m，面积0.125m2,无摩擦工质作净功-2058J，pb=105bar求：马达输入的轴功及其扭矩解：以工质为系统扭矩的求解pb已知：马达搅拌10分钟转速n=600[转/分钟]求：马达输入的轴功及其扭矩解：以工质为系统功率扭矩