工程热力学习题集 - 下载本文

15、 热力系从温度为的高温热源吸热 Q,问系统得到多少可用能?若吸热过程为在有限温差下进行

=吸入同样的热量Q,这时系统得到的可用能又

的不可逆过程,吸热时热力系温度为

是多少?二者之差与过程的不可逆性有何关系?环境温度为。

16、 将汽轮机视为一开口绝热系。已知进、出口状态1、2下的各参数,求此绝热系在1-2过程中所

能完成的最大功量。

17、 在上题中,若汽轮机在工作过程中由于气流摩擦而产生熵增18、 求节流过程中工质火用的变化。

此时作功量减少多少?

第四章 热力学一般关系

1、已知v=f(p,v),证明循环关系式2、试证范德瓦尔气体 (l) (2)

(3) (4)Cv只是温度的函数。 (5)定温过程的焓差为(6)定温过程的熵差为(7)可逆定温过程的膨胀功为(8)可逆定温过程的热量为(9)绝热膨胀功为(10)绝热自由膨胀时

3、某气体的状态方程为,式中的C为常数。试求:

(1)经图示循环1-B-2-A-1后系统热力学能的变化,及与外界交换的功量和热量。已知且比热容为常数

(2)此气体的焦耳-汤姆孙系数。 4、假定某气体的等压体积膨胀系数为b都是常数。导出这种气体的状态方程。

,等温压缩率

,其中a、

5、0.5kgCH4在0.005立方米的容器内的温度为100℃。试用:(1)理想气体状态方程式;(2)范德瓦尔方程分别计算其压力。

6、试用通用压缩因子图确定O2在160K与0.0074 立方米/kg时的压力。已知Tc=154.6K,pc=5050kPa。

7、理想气体状态方程、范德瓦尔方程、维里方程、对比态方程、通用压缩因子图各有什么特点,有何区别,各适用于什么范围?

8、如何理解本章所导出的微分方程式为热力学一般关系式。这些一般关系式在研究工质的热力性质时有何用处?

第五章 气体的热力学性质

1、某锅炉需要供应的空气量为66000 /h/(标准状况)。这些空气的表压力读数为250mm水柱,被预热

到350℃。求热风道中的实际容积流量(当时当地大气压力读数为750mm汞柱)。 2、空气力

0

.2罐也求将4M温3

气吸为3的内是要罐Pa度

压取 ,贮空1多内。为

缩温0.压气气5℃少的设

机度1缩罐的和时压充60

每为MP后内温 间力气℃

分钟自大15℃ .压a的空气队充。度0压提后。

入设和.气高罐

容开压1M机到内

积始力Pa可

1空

为时,. 气

已知理想气体的定压比热容为变化量的计算式。

=a +bT,其中a、b为常数。试导出其内能、焓和熵的

解:理想气体定压比热容与定容比热容之间的关系为 理想气体内能,焓熵变化量

代入 (a,b,R为常数)

4、已知理想气体的定容比热容为算式。

=a+bT。其中 a、b为常数。试导出其内能、焓和熵的变化量的计

5、 将1kg的由=30℃加热到=40℃,试分别用定值比热容(由附录表II查取)和平均比热容

(由附录表IV查取)计算其内能和焓的变化量。如果加热过程中未完成技术功,问加入的热量为多少?如果过程中未完成膨胀功,加入的热量又为多少?

6、0.1kmol的由=120℃定容地加热到=800℃,分别用定值比热容和平均比热容计算其内能

和焓的变化量及加入的热量。 7、某锅炉的空气预热器将空气由20℃加热到250℃,空气流量为60000

值比热容和平均比热容计算每小时加给空气的热量。 8、1kg的

(其量交术(算9

0胀气焓技

到体的术由1内,换功2以

/h(标准状况下),试用定

=0.8MPa、=900℃膨胀到=0.12MPa、=600℃按照理想气体性质: )用定值比热容计算

能、焓和熵的变化如果膨胀中未与外界热量,求作出多少技; )用比热容函数式计

上各量。

kM

P=性变功

ga

空、4质化。

0

气=0计量如

℃算,过

由8

5,其以程

0=℃试内及是

绝按能完定

热理和成熵

膨想的

1

7

的定,值求比膨热胀容终计点算压)力。(

10、将1kmol氧气由11、两

=0.1MPa、=25℃压缩到=6MPa、=250℃,按理想气体性质计算其内能、焓和熵

的变化量。如压缩过程消耗的技术功量为20000kJ/kmol,求过程中放出的热量(用比热容函数式计算)。

温4080界冷和热

股压力相同的度分别为至0℃,在定压℃的空气。若无热交换,试、热空气的质容积流量比(容计算)。

空下

空求量用气10混气混流平

流℃合与合量均,和力外前比比

12、两股压力相同的空气流。一股温度=400℃,流量为

=120kg/h;另一股=150℃,

两股混合为相同压力的混合气流。若混合过程是绝热的,求: (1)混合气流的温度;

(2)混合过程空气的熵将增大还是减小,还是不变; (3)计算熵变化量(用定值比热容计算)。

=21Okg/h。

13、容积为 0.35

的氮气瓶中,原来压力为 17MPa,温度为20℃。由于漏泄,压力降至8MPa,温度未变。用理想气体状态方程计算漏掉了多少氢气,再用通用压缩性系数对计算结果进行修正。 的容器中,试分别用理想气体状态

方程、通用压缩因子图和范德瓦尔斯方程计算容器内将承受的压力。 5

将=

空1

2=气0

02

7由Ka完、

成3

K=变

多的0

.化=

3少环8

境M到00有

K

P

中a

、=,用,

14、欲将0.5kmol的氮气在温度为300K的情况下充人容积为0.7

1

0.2最多功?MP

16、 用ds方程导出T-s。图上定容线及定压线的斜率,并判断过同一状态点时哪条线较陡? 17、 证明 p-h图上定熵线的斜率为。 18、 将下列偏导数用可测参数 及热系数表达:

19、 证明:

证明:

(1) (2)

20、 证明: 。 21、 (1)对手均匀物质

出p-T图上定熵线率表达式; (2)取某单原子理想的定压比热容c2.5R,问在p-T图同一状态点的定熵定容线斜率的比值少? 22、 对于处于23、 钢在500K时。

(1)确定比热容差

的值,并用J/(mol·K)表示;

0℃的水银,测得其

的气p上线是0

导斜体=过与多

计算其定容比热容,及比热容比k。

(2)在这个温度下钢的=26.15 J/(mol·K),如果不区别与的数值会造成多大的误差?

24、 对为于常遵数循)状的态物方质程,

C

及的表达式。

25、 水经定熵过程由p0=0.1MPa升压至p=100MPa,试计算初始温度分别为0、5、50℃时水的温度变

化。在上述初始温度下分别采用如下数据,并视它们为定值。