工程热力学作业题4要领

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2、特征：多变过程ln(p/2p)1ln()8/1n＝0.9ln(v/1v)2ln(/110)因为qcTn内能变化为5cR＝717.5J/(kgK)v277cRc＝1004.5J/(kgK)pv25nkcc5c＝3587.5J/(kgK)nvvn1ucTqc/c3＝8×10Jvvn3膨胀功：wqu＝32×10J3轴功：wnw28.8×10Js3焓变：hcTku＝1.4×8＝11.2×10Jpv2p2scc3熵变：lnln＝0.82×10J/(kgK)pvv1p14－2有1kg空气、初始状态为p15.0MPa，t1150℃，进行下

3、列过程：（1）可逆绝热膨胀到p21.0MPa；1（2）不可逆绝热膨胀到p21.0MPa，T2300K；（3）可逆等温膨胀到p21.0MPa；（4）可逆多变膨胀到p21.0MPa，多变指数n2；试求上述各过程中的膨胀功及熵的变化，并将各过程的相对位置画在同一张pv图和Ts图上解：热力系1kg空气（1）膨胀功：k1RT1p2w1[()k]3＝111.9×10Jk1p1熵变为03（2）wuc(T1T)2＝88.3×10JvT2p2sclnRln＝116.8J/(kgK)pT1p1p1wRT3（3）1ln＝195.4×10J/(kgK)p2p1sR3l

4、n＝0.462×10J/(kgK)p2n1RT1p2wn3（4）1[()]＝67.1×10Jn1p1n1p2T2T(1)n＝189.2Kp1T2p2sclnRln＝－346.4J/(kgK)pT1p1334-3具有1kmol空气的闭口系统，其初始容积为1m，终态容积为10m，当初态和终态温度均100℃时，试计算该闭口系统对外所作的功及熵的变化。该过程为：（1）可逆定温膨胀；（2）向真空自由膨胀。2解：（1）定温膨胀功V210wmRTln.1293*224.*287*373*ln7140kJV11V2smRln19.14kJ/KV1(2)自由膨胀作功为0V2s

5、mRln19.14kJ/KV1334－4质量为5kg的氧气，在30℃温度下定温压缩，容积由3m变成0.6m，问该过程中工质吸收或放出多少热量？输入或输出多少功量？内能、焓、熵变化各为多少？V26.0解：qmRTln5*2598.*300*ln－627.2kJV13放热627.2kJ因为定温，内能变化为0，所以wq内能、焓变化均为0熵变：V2smRln－2.1kJ/KV14－5为了试验容器的强度，必须使容器壁受到比大气压力高0.1MPa的压力。为此把压力等于大气压力。温度为13℃的空气充入受试验的容器内，然后关闭进气阀并把空气加热。已知大气压力B＝101.3kPa，试问应将空气

6、的温度加热到多少度？空气的内能、焓和熵的变化为多少？解：（1）定容过程p21001013.T2T1286*568.3Kp11013.5（2）内能变化：uc(T2T)1*287(*5683.286)202.6kJ/kgv27hc(T2T)1*287(*5683.286)283.6kJ/kgp2p2scln0.49kJ/(kg.K)vp14-66kg空气由初态p1＝0.3MPa，t1=30℃，经过下列不同的过程膨胀到同一终压p2＝0.1MPa：（1）定温过程；3（2）定熵过程；（3）指数为n＝1.2的多变过程。试比较不同过程中空气对外所作的功，所进行的热量交换

7、和终态温度。解：（1）定温过程p13.0WmRTln6*287*303*ln573.2kJp21.0QWT2=T1=30℃（2）定熵过程k14.11Rp22871.0WmTk4.11[1()]6**3031[*()]351.4kJk1p14.113.0Q＝0k1p2T2T(1)k221.4Kp1（3）多变过程n1p2T2T(1)n＝252.3Kp1R287Wm