理想气体热力过程习题解答

习题4-1：已知：可逆定容过程，T1=470K，m=2.5kg .△U=295.4kJ/kg R=0.4kJ/kg.K ， k=1.35 求： W、 Q、△S

解： Cv = R/（k-1）= 0.4/0.35 = 1.143 kJ/kg.K

T2 =△U/m.Cv +T1 =295.4/（2.5×1.143） + 470 = 114.18 + 470 =103.4+470 =573.4K W = 0 ，

Q = m. △u = △U = 295.4 kJ △S =m. Cv。Ln（T2/T1）= 2.5×1.143×ln(573.4/470)=2.8575×0.19885 = 0.572 kJ/K

习题4-7：

已知：空气、双级压缩、to

1 = 17 C ， P1 = 0.1 Mpa ， P3 = 2.5 Mpa

V = 500 Nm/h ，n = 1.25

求：（1）P2 ； （2）T3 ； （3）N ； （4）Q

1/21/2

解：（1）P2 = √P1P3 = （0.1*2.5）= 0.25= 0.5 Mpa

n-1/n0.2o

（2）T3 = T2 = T1（P2 / P1）= 290（5）= 290 * 1.38 = 400 k = 127 C

0.2

（3）N = mw t = m [ n /（n - 1）]RT1（1 - 5）

= 5 * 0.287 * 290 （1 - 1.38）m = - 158 .m kJ/kg

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m = PV/RT = （0.101325*10*500）/（287*273.15） = 517 kg/h = 0.18 kg/s

（或 m =( V / 22.4)M = (500×29) / 22.4 = 646 kg/h = 0.18 kg/s） N = mw t = 2×0.18 ×(-158)= 56.9 KW

（4）q = CP（ T1 - T2 ）= 1.004 *（290 – 400）= - 110.44 kJ/kg

Q = m CP（ T1 - T2 ）= 0.18 * 1.004 *（290 – 400）= - 19.88 KW

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气体流动习题解答

习题4-9 已知：渐缩管，m = 0.6 kg/s ，P1= 0.6 MPa ，t1= 600 oC ，P2= 0.4 MPa 。

求：C2 和A2 （按空气 CP = 7*8.314/2 *28.97 = 1.0045 kJ/kg.k ）

解：C2 = {（2k/1-k）RT1[1-（P2/P1）k-1 / k]}1/2

= {（2.8/0.4）287*873[1-（0.4/0.6）0.4/1.4]}0. 5 = 438 m/s

又 C2 = {2Cp（T1-T2）}1/2 ∵ T2 = T1（P2 / P1）k-1 / k = 873*0.8906 = 777.5 k ∴ C2 = {2*1004 （873 – 777.5）}0.5 = 438 m/s

A2 = mv2/C2 ∵ v2 = RT2/ P2 = 287*777.5 / 0.4×10= 0.558 m3 / kg

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