工程热力学试卷1 - 图文

内容发布更新时间 : 2025/7/7 17:38:16星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

19、证明:卡诺循环的热效率总是小于1,不可能等于1。 证明:①卡诺循环的热效率:?c?1?T2, 其中T2小于T1,且均大于0,因此卡诺循环的热效率总是小于1。 T1②只有当T1??或T2?0时,卡诺循环的热效率等于1,这是不可能的,因此卡诺循环的热效率不可能等于1。 20、据p-v图,将理想气体可逆过程画在T-s图上,比较⊿u12与⊿u13,⊿h12与⊿h13,⊿s12与⊿s13,∣q12∣与∣q13∣

的大小,并简要说明理由。

p2s13ov

解:对于理想气体 u=CVΔT, h=CPΔT 其中CV、CP是常数

因为T2>T3所以u12>⊿u13,⊿h12>⊿h13, 因为S2=S3 所以Δs12=Δs13, T-S图为示热图,从图中可以看出q12= 面积S123ba1 , q13=面积S13ba1 所以∣q12∣>∣q13∣

21、在多变过程中,膨胀功、技术功、热量的正负在p-v图和T-s图上如何判断,简要说明。

w??pdv

q??Tds

wt???vdp

22、将满足空气下列要求的多变过程表示在p-v图和T-s图上。

①空气升压、升温又放热 ②空气膨胀、升温又吸热 ③n=1.3的压缩过程,并判断的正负q、w、△u。

①1-2: q﹤0、w﹤0、△u﹥0②1-3: q﹥0、w﹥0、△u﹥0③1-4: q﹥0、w﹤0、△u﹥0

二、计算题 1、若某种气体的状态方程为pv=Rg T,现取质量1kg 的该种气体分别作两次循环,如图循环1-2-3-1 和循环4-5-6- 4 所示,设过程1-2 和过程4-5 中温度不变都等于Ta,过程2-3 和5-6中压力不变,过程3-1和4-6 中体积不变。又设状态3 和状态6 温度相等,都等于Tb。试证明两个循环中1kg 气体对外界所作的循环净功相同。

解: 循环1231 和循环4564 中过程1-2 和4-5

都是等温过程,据理想气体状态方程,

根据已知条件,可得:

2、1kg理想气体Rg?0.287KJ/kg?K,由初态p1?10Pa,T?400K被等温压缩到终态PK,试2?10,T2?400计算:①经历一可逆过程;②经历一不可逆过程,实际耗功比理论多耗20%,环境温度为300K,求两种情况下气体的熵变、环境熵变、过程熵产及有效能的损失。

①可逆过程

56?Ssys??mRglnP2??660.8J/K ?Ssurr???Ssys?660.8J/K P1?Sg?0 I=0

P2??660.8J/K P1②不可逆过程:

熵为状态参数,只取决于状态,因此,?Ssys??mRglnP1??317.2KJ P2等温过程:?U?0因此,Q?W??317.2KJ(系统放热)

Q?Ssurr??1.0573KJ/K(环境吸热为正)

T0?Sg??Siso??Ssys??Ssurr?396.5J/K I?T0??Sg?119.0KJ W?1.2Wre?1.2mRgTln

3、已知A、B、C,3个热源的温度分别为500K、400K、300K,有一可逆热机在这3个热源之间工作。若可逆热机从热源A吸入3000的热量,输出净功400。试求:可逆热机与热源B、C所交换的热量,并指明方向。

如图所示热机的方向,设A、B、C及无限大空间组成孤立系统;则有:

?QA?QB?QC?WO???QQQ???ABC?S????0?isoT?TBTCA??3?QB?QC

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