《习题讲解热工基础》PPT课件.ppt

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1、第一章习题讲解9/7/20211例1:①试说明平衡状态与稳定状态的关系。②铜棒的一端与高温热源接触,另一端与低温热源接触,经历一段时间后,铜棒内各截面的温度不再随时间变化,试问铜棒是否处于平衡态?9/7/20212例1:①试说明平衡状态与稳定状态的关系。②铜棒的一端与高温热源接触,另一端与低温热源接触,经历一段时间后,铜棒内各截面的温度不再随时间变化,试问铜棒是否处于平衡态?答:(1)稳定状态是指状态参数不随时间改变,但这种不变可能是靠外界影响来维持的。平衡状态是指不受外界影响时状态参数不随时间变化。两者既有区别,又有联系,平衡必稳定,稳定未必平衡。(2)取铜棒为封闭系统,铜棒内各截面温度虽不

2、随时间变化,即铜棒达到了稳定状态,但受到高温热源与低温热源的外部作用,铜棒内各截面的温度不等,所以并没有处于平衡状态。如果高温热源与低温热源均为有限热源,则最终两热源温度相等,铜棒内各截面的温度必定要随时间发生变化,直到温度均匀为止。此时,铜棒处于平衡状态。9/7/20213例2:判断下列过程是否可逆过程,并简要说明理由:①对刚性容器内的水加热,使其在恒温下蒸发;②对刚性容器内的水做功,使其在恒温下蒸发;③对刚性容器内的空气缓慢加热,使其从50℃升温到75℃;④100℃的蒸汽流与25℃的水流绝热混合;⑤一定质量的空气在无摩擦、不导热的气缸中被活塞缓慢压缩。9/7/20214例2:判断下列过程是

3、否可逆过程,并简要说明理由:①对刚性容器内的水加热,使其在恒温下蒸发;②对刚性容器内的水做功,使其在恒温下蒸发;③对刚性容器内的空气缓慢加热,使其从50℃升温到75℃;④100℃的蒸汽流与25℃的水流绝热混合;⑤一定质量的空气在无摩擦、不导热的气缸中被活塞缓慢压缩。答:(1)若热源温度与水温相等(或温差无限小),是可逆过程;若二者不等,则存在“温差传热”这一不可逆因素,便是不可逆过程。(2)对刚性容器内的水做功,只能是搅拌功,则有粘性摩擦阻力的耗散效应存在,因而是不可逆过程。(3)若热源温度与空气温度随时相等或随时保持无限小的温差,是可逆过程;否则,存在“温差传热”这一不可逆因素,便是不可逆过

4、程。(4)高温的蒸汽流与低温的水流绝热混合,显然二者之间存在“温差传热”这一不可逆因素,是不可逆过程。(5)缓慢压缩意味着外压与气体压力时刻保持相等,是可逆过程。9/7/20215例3:①试说明可逆过程与准静态过程的区别与联系。②系统经历了不可逆过程后,能否恢复到初始状态?9/7/20216例3:①试说明可逆过程与准静态过程的区别与联系。②系统经历了不可逆过程后,能否恢复到初始状态?答:(1)两者均要求由一系列连续的瞬时平衡状态组成,都可以通过状态参数坐标图上的线函数表示;准静态过程只要求系统内部的状态变化要时刻保持平衡状态,不涉及系统外部的变化;可逆过程则不仅要求系统内部的变化必须是可逆的,

5、还要求系统与外界发生作用时也是可逆的,即系统内部和外部必须都是可逆的。可逆过程必须是准静态过程,而准静态过程不一定是可逆过程。(2)能。只是必须在环境留下痕迹。9/7/20217例4:①状态参数具有什么特征?②系统的状态变了,是否所有状态参数都必须改变?9/7/20218例4:①状态参数具有什么特征?②系统的状态变了,是否所有状态参数都必须改变?答:(1)状态参数的特征是:状态一定,状态参数的数值也随之确定;当系统的状态发生变化时,状态参数的变化量仅与初始、终了状态有关,而与变化所经历的途径无关;系统经循环过程复原时,状态参数的变化量为零。(2)当系统的状态变化时,必然有状态参数发生变化,但并

6、不是所有的状态参数都必须改变。例如系统沿着定压线变化时,虽然状态变化了,但状态参数压力没有变化。9/7/20219例5:某刚性容器被一个刚性壁分成Ⅰ、Ⅱ两部分。在容器的不同部位装有压力计,如图所示。设大气压力为98kPa。①若压力表B和C的读数分别为75kPa和0.11MPa,问压力表A的读数是多少?容器两部分的工质绝对压力为多少?②若表C为真空表,读数为24kPa,压力表B的读数为36kPa,试问如果表A有读数,则表A是什么表?其计数为多少?9/7/202110例5:某刚性容器被一刚性壁分成Ⅰ、Ⅱ两部分。在容器的不同部位装有压力计,如图所示。设大气压力为98kPa。①若压力表B和C的读数分别

7、为75kPa和0.11MPa,问压力表A的读数是多少?容器两部分的工质绝对压力为多少?②若表C为真空表,读数为24kPa,压力表B的读数为36kPa,试问如果表A有读数,则表A是什么表?其计数为多少?解:(1)pⅠ=pb+pg,C=98+0.11×103=208(kPa)又pⅠ=pⅡ+pg,B则pⅡ=pⅠ-pg,B=208-75=133(kPa)由pⅡ=pb+pg,A得pg,A=pⅡ-pb=133

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