化工热力学4作答.doc

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1、化工热力学第四章作业答案4.1若有1mol的理想气体在温度为350K，经一台压缩机可逆等温压缩，若压缩比为4时，则可逆轴功是多少？解：4.2试计算在813K、4.052MPa下1kmol氮气在非流动过程中变至373K、1.013MPa时可能做的理想功。大气的T0＝293K、p0=0.1013MPa。N2的等压热容（CP）N2=27.89+4.271×10-3TkJ·kmol-1·K-1。若氮气是稳定流动，理想功又为多少？(课本P115例5-6)解：氮气在非流动过程中的理想功，按式（5-39）代入已知条件进行计算。(5-39)值不知道，但＝－所以设氮气在813K、4.0

2、52MPa及373K、1.013MPa状态下可用理想气体状态方程，则：Wid＝-13386－（－3658.16）－293（－12.083）+141.13＝－6046.39kJ·kmol-氮气在稳定流动过程中的理想功，按式（5-41）有关数据进行计算＝－13386－293(－12.083)＝－9845.7kJ·kmol-14.3水与高温燃气进行热交换转变成260℃的恒温蒸气，在此过程中，燃气温度由1375℃降到315℃，已知环境温度为27℃。试确定1kg气体由于热交换过程，其有效能的降低值，设气体的比热容为1kJ/（kg·K）。解：若忽略在进行热交换过程中燃气动能和位能

3、的变化，则有效能的降低可表示为△B=（H2－H1）－T0（S2－S1）其中T0＝27＋273.15＝300.15（K）H2－H1＝CP（T2－T1）＝1×(315-1375)=－1060.00kJ/kg因此该过程有效能的降低为△B＝－1060.00－300.15（－1.030）＝－750.72（kJ/kg）4.41kg甲烷由98.06KPa，300K压缩后冷却到6.667KPa，300K。若压缩过程耗功1021.6KJ，试求（1）冷却器中需要移去的热量；（2）压缩与冷却的损失功；（3）压缩与冷却过程的理想功；（4）压缩与冷却过程的热力学效率。环境温度为To=300K。

4、已知：98.06KPa,300K时:H1=953.74KJ·kg-1，S1=7.0715kJ·kg-1·K-1。6.667KPa,300K时:H2=886.76KJ·kg-1,S2=4.7198kJ·kg-1·K-1。解：以1kg为基准,（1）由稳定流动过程的能量方程可得:＝(886.76-953.74)-1021.6＝-1088.6kJ(2)损失功(3)理想功(4)热力学效率