一、分析说明题:
1、水汽化过程的P-V与T-S图上:1点、2线、3区、5态,分别指的是什么?
答:1点:临界点2线:上界线(干饱和蒸汽线)、下界线(饱和水线)3区:过冷区(液相区或未饱和区)、湿蒸汽区(汽液两相区)、过热蒸汽区(气相区)5态:未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽 2、什么样的的气体可以看成是理想气体?
答:①分子之间的平均距离相当大,分子的体积与气体的总体积相比可以忽略。②分子之间没有相互的作用力。 ③分子之间的相互碰撞及分子与器壁之间的碰撞均为弹性碰撞。 3、画图分析蒸汽初温及初压的变化对郎肯循环的影响。
①蒸汽初温的影响:
保持p1、p2不变,将t1提高,?t?1?则有:T1?,T2不变??t? 且乏汽干度:x2'?x2
②蒸汽初压的影响:
保持t1、 p2不变,提高p1,?t?1?则有:T1?,T2不变??t? 但是乏汽干度:x2'?x2
4、什么叫逆向循环或制冷循环?逆向循环的经济性用什么衡量?其表达式是什么?
答:在循环中消耗机械能,把热量从低温热源传向高温热源的循环称为逆向循环或制冷循环。或者在P-V图和T-S图上以顺时针方向进行的循环。
逆向循环的经济性评价指标有:制冷系数;ε
T2T1
T2T1
=q2/Wnet;热泵系数:ε
′
=q1/Wnet
5、简述绝对压强、相对压强及真空度之间的关系。 答:①当绝对压强大于当地大气压时:
相对压强(表压强)=绝对压强-当地大气压 或 P表?P绝?P当地
②当绝对压强小于当地大气压时:真空度=当地大气压-绝对压强 或 P真空?P当地?P绝
6、绝热刚性容器中间用隔板分开,两侧分别有1kg N2和O2,其p1、T1相同。若将隔板抽出,则混合前后的温度和熵有什么变化,为什么?
答: ①因为是刚性绝热容器,所以系统与外界之间既没有热量交换也没有功量交换。②系统内部的隔板抽出后,温度保持不变。③绝热过程系统熵流为零,系统内部为不可逆变化,熵产大于零,因此总熵变大于零。 7、表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算?若工质的压力不变,问测量其压力的压力表或真空计的读数是否
可能变化?
答:①表压力或真空度不能作为状态参数进行热力计算,因为表压力或真空度只是一个相对压力。
②若工质的压力不变,测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化,因为测量所处的环境压力可能发生变化。
8、试比较如图所示的过程1-2与过程1-a-2中下列各量的大小:⑴ W12与W1a2; (2) ?U12 与 ?U1a2; (3) Q12与Q1a2 (1)W1a2的大小等于面积1bca1,W12的大小等于面积1bc21,因此W1a2大。
(2)1-a-2与1-2的初、终状态完全相同,热力学能是状态参数,只与过程的初、终状态有关,因此?U12 与 ?U1a2;一样大。
(3)因为Q= ?U + W,?U12 =?U1a2,W1a2大于W12,所以 Q1a2大。
9、画图分析蒸汽初温及初压的变化对郎肯循环的影响。
①蒸汽初温的影响:
保持p1、p2不变,将t1提高,?t?1?则有:T1?,T2不变??t? 且乏汽干度:x2'?x2
②蒸汽初压的影响:
保持t1、 p2不变,提高p1,?t?1?则有:T1?,T2不变??t? 但是乏汽干度:x2'?x2
10、画出蒸汽朗肯循环所需的设备示意图及热力循环的T-s、P-V图。
T2T1
T2T1
11、在T-s图上用图形面积表示Δh
解:过a做等压线,并取:Tb=Tc
q??h?wtwt???vdp?0考虑ca过程等压
q??h?h?h?面积amncapac
Tc?Tbhc?hbha?hb?面积amnca
12、什么叫正向循环?正向循环的经济性用什么衡量?其表达式是什么? 答:①正向循环是指:热能转化为机械能的循环,是动力循环。
②正向循环是指:从高温热源吸热向低温热源放热,并向外界输出功的循环。 ③正向循环在P-V和T-S图上按顺时针方向进行的循环。 其经济性评价指标用热效率?衡量:其表达式为:??13、提高蒸汽动力循环热效率的途径有哪些?
答:①提高蒸汽的初温 ②提高蒸汽的初压 ③降低乏汽压力、 ④采用再热循环、 ⑤采用回热循环、 14、为什么孤立系统的熵值只能增大、或者不变,绝对不能减小?
答:根据闭口系统熵方程:dS?dSf?dSg对于孤立系统,因为与外界没有任何能量交换,得出:
Q2Wnet ?1?Q1Q1dSf?0所以有:dSiso?dSg 而 dSg?0
因此:dSiso?0即孤立系统的熵值只能增大、或者不变,绝对不能减小。
15、如果某种工质的状态方程式遵循pv?RgT,这种物质的比热容一定是常数吗?这种物质的比热容仅是温度的函数吗?
答:不一定,比如理想气体遵循此方程,但是比热容不是常数,是温度的单值函数。这种物质的比热容不一定仅是温度的函数。 由比热容的定义,并考虑到工质的物态方程可得到:
c?dqd(?u?w)dudwdudvdu???????p???Rg dTdTdTdTdTdTdT由此可以看出,如果工质的内能不仅仅是温度的函数时,则此工质的比热容也就不仅仅是温度的函数了。 16、两喷管工作的背压均为0.1MPa,进口截面的压力均为1MPa,进口流速忽略不计。
1)若两喷管最小截面相等,问两喷管的流量、出口截面的流速和压力是否相同? 2)假如截取一段,出口截面的流量、流速和压力将怎样变化?
答:因为对于渐缩管:Pcr=vcrP1>Pb,所以取:P2=Pcr 而对于缩放管则取:P2= Pb
1)若两喷管的最小截面面积相等,两喷管的流量相等,渐缩喷管出口截面流速小于缩放喷管出口截面流速,渐缩喷管出口截面压力大于缩放喷管出口截面压力。
2) 若截取一段,渐缩喷管最小截面面积大于缩放喷管最小截面面积,则渐缩喷管的流量大于缩放喷管的流量,渐缩喷管出口截面流速小于缩放喷管出口截面流速,渐缩喷管出口截面压力大于缩放喷管出口截面压力。
17、①在p-v 图上确定 T 增大方向, 做一条等压线
p1?p4v4v1?T4T1
因为:v4?v1,所以T4?T1