习题
一、 简答与证明题
1、 热力系统分为哪几类？各有何特征？
2、什么是道尔顿分压定率？(什么是分容积定律？)
答：道尔顿分压定率：P??pi；pi为第i中气体的分压力；分压力是指组分气体处在于混合气体相同容积、相同温度单独对壁面的作用力。
3、 以空气为例说明气体常数和通用气体常数之间的关系。
答：气体常数和通用气体常数之间的关系：R=RgM，其中R为通用气体常数，对于任何理想气体为8.3145J/(mol.K)；Rg为气体常数，不同种类的气体其值不同，如空气Rg=287 J/(mol.K)；M为摩尔质量，如空气的M=29×10-3kg/mol。
4、 将1kg、273.15K的水定压加热，从不饱和水到过热水蒸气，试用T-S图表示，并写出经历
的三个阶段。
5、 卡诺循环是由哪几个过程组成的，试用p-v图表示，并写出其热效率。 6、 将等温、等熵、定压、等容四过程在p – v 图上表示 7、 试述热力学第二定律的两种典型表述。 8、 试说明准静态过程的定义与特征。
答：有无限接近平衡状态的状态组成的过程称为准静态过程，其特征为： 1）平衡态的破坏离平衡态非常近；
2） 破坏平衡态的速度远远小于工质内部分子运动的速度。 9、采用扩压管目的是什么？如何达到目的？
答：目的是p上升，通过cf下降使动能转变成压力势能，情况与喷管相反。
a)当Ma?1时Ma2?1?0dcf?0?dA?0Ma2?1?0dcf?0?dA?0
b)当Ma?1时10、
试画出水定压加热的T-S图，并注明水的状态。
11、如图所示为蒸气压缩制冷的T-S图，试指出进行各热力过程相应设备名称，并写出制冷量
和制冷系数的计算式。
答：过程1-2在压缩机中进行；过程2-3在冷凝器中进行；过程3-4在节流中进行；过程4-1在蒸发器中进行。
制冷量：qL?h1?h4?h1?h3；制冷系数：??h1?h4h1?h3?
h2?h1h2?h112、熵是如何定义的？试说明熵的物理意义及用途。 答：定逆过程
ds??qrevT义，熵体现了可逆过程传热的大小和方向，用途为判断热量方向，计算可的传热量。
13、试画出朗肯循环的P-v图，T-s图。
14、对于理想气体，试推导：迈耶公式Cp?Cv?Rg
15、膨胀功、流动功、轴功和技术功之间有何区别？有何联系？
二、计算题
1、一卡诺机工作在800℃和20℃的两热源间，试求： （1） 卡诺机的热效率；
（2） 若卡诺机每分钟从高温热源吸入1000 kJ热量，此卡诺机净输出功率为多少kW？ （3） 求每分钟向低温热源排出的热量。
2、试判断下列几种情况的熵变： （a）正 （b）正 （c）可正，可负
(1) 闭口系中理想气体经历可逆过程，系统与外界交换功量为20kJ，热量20kJ (2) 闭口系经历一不可逆过程，系统与外界交换功量为20kJ，热量-20kJ (3) 工质流经稳定流开口系，经历一可逆过程，系统做功为20kJ，换热-5kJ
3、如图，某种理想气体有两任意过程a-b和a-c，已知b，c在同一可逆绝热线上，试问：Δuab和Δuac哪个大？
解、过b、c分别作等温线 ?u?u?u??u?u?u即abbaacca
Tb?Tcub?uc4、想气体逆向循环 1-2-3-1 。其中 1-2 为绝热膨胀过程， 2-3 为等压吸热过程， 3-1 为等温放热过程。已知点 1 的温度 T 1 =1500K ，压力 p 1 =0.1Mpa; 点 2 的温度 T 2 =300K 。如果循环中的工质为 1kg 空气，其定压比热 c p =1.01kJ/kg.K ， k=1.4 。 求：（ 1 ）做出该循环的 P-V 图及 T-S 图。
（ 2 ）求该循环的制冷系数。
5、一容积为0.15m3的储气罐内有氧气，初态温度t1=38℃，压力p1= 0.55MPa，罐上装有压力控制阀，压力超过0.7MPa时，阀门打开维持罐内压力为0.7MPa，对罐内氧气加热，问：当罐中氧气温度为285 ℃时，对罐内共加入多少热量？[Rg=260J/(kg·K)；cV=657J/(kg·K)；cp=917J/(kg·K)]
（PPT）
6、系统经一热力过程，放热10kJ，对外作功24 kJ。为使其返回原状态，对系统加热8 kJ，问需对系统作功多少？
7、某理想气体经历4个过程，如T-s图 1）将各过程画在p-v图上；
2）指出过程加热或放热，膨胀或压缩。
8、某蒸汽动力装置，蒸汽流量为40 t/h，进口处压力表读数为9.0MPa，进口比焓为3440kJ/kg；出口真空表读数为95.06KPa，比焓为2240kJ/kg ，当时当地大气压力为98.66KPa，汽轮机对环境放热为6.3×103kJ/h。试求：
(1) 汽轮机进出口蒸汽的绝对压力各为多少？ (2) 单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少？
(3) 汽轮机的功率为多大？
(4) 若进出口蒸汽流速分别为60m/s和140m/s时，对汽轮机输出功有多大影响？
6解：（1）p1?9000?98.66?9098.66kPa p2?98.6?95?.06kP3 a.6（2）取汽轮机汽缸内壁和蒸汽进、出口为系统，则系统为稳定流动系统，能量方程为
1q??h??c2?g?z?wsh
2q?6.3?103/40000?0.1575kJ/kg
进、出口的动能差和位能差忽略不计，则
wsh?q??h??0.1575?(2240?3440)?1200(kJ/kg)