1.5 题略
已知：??0.8g/cm3?800kg/m3h?lsin30?0.2?0.5?0.1m烟气的真空度为：
l?200mm?0.2m
pv???g?h?800?9.81?0.2sin30?784.8Pa
∵ 1 mmH2O = 9.80665 Pa ∴ 1 Pa = 0.10197 mmH2O
pv?784.8Pa?80.027mmH2O 烟气的绝对压力为：
p?pb?pv?745?133.3224?784.8?98540.388Pa??98.540kPa
2.2填空缺数据（兰色）：
过程 1-2 2-3 3-4 4-1 2.9 题略
已知：D1 = 0.4 m，p1 =150 kPa，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD，太阳辐射加热后D2 = 0.45 m 求：过程中气体对外作功量
解：由D1=0.4 m，p1=150 kPa，可求得：k =375 kPa/m
Q/kJ 1390 0 -1000 0 W/kJ 0 395 0 -5 △U/kJ 1390 -395 -1000 5 dW?pdV?kD?d(W??D2?6D3)??2kD3dD
?2?2.27kJD1kD3dD??84k(D2?D14)答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ
3.6 题略
解：由题意：△U = 0 → T2 = T1 = 600 K 由理想气体气体状态方程， 有：
p1V1p2V23p2V1??T1T2T1p2?1p1?2.0?105Pa 3△U =△H = 0
?S?m?s?mRglnV2p ?0.208?ln3??mRgln2?0.005V1p1 ? 1.1426?10?3kJ/K?1.1426J/K3.7 题略
解：（1）混合后的质量分数：
ωCO2 = 5.6 %， ωO2 =16.32 %， ωH2O =2 %， ωN2 =76.08 % （2） 折合摩尔质量： Meq = 28.856 kg/kmol （3） 折合气体常数： Req = 288.124 J/（kg·K） （4） 体积分数：
φCO = 3.67 %， φO =14.72 %， φHO =3.21 %， φN =78.42 %
2
2
2
2
（5）各组分气体分压力：
pCO2 = 0.01101 MPa ， pO2 =0.04416 MPa ， pH2O =0.00963 MPa ， pN2 =0.2353 MPa
下面是附加的一些例题，供参考：
一、试求在定压过程中加给理想气体的热量中有多少用来作功？有多少用来改变工质的热力学能（比热容取定值）？ 解：∵ 定压过程总加热量为： q =cp△T
其中用来改变热力学能的部分为：△u= cv△T 而 cp = cv+Rg
∴ 定压过程用来作功的部分为：w =Rg△T
二、2kg某种理想气体按可逆多变过程膨胀到原有体积的3倍，稳定地从300℃降低到60℃，膨胀过程中作功418.68 kJ，吸热83.736 kJ，求：（1）过程的多变指数；（2）气体的cp和cV。 解：（1）过程的多变指数： 由理想气体状态方程： 因质量不变，所以
pV?mRgT
p1V1T1?
p2V2T2p1T1V2573?3???5.162 p2T2V1333?1 由多变过程的过程方程： 质量不变，可推得：
npv?p2v2nn11n
p1V1?p2V2
两边取对数
lnp1?nlnV1?lnp2?nlnV2?p2??1??ln?ln???p?lnp2?lnp1?1???5.162??1.494n??
lnV1?lnV2?V1??1?ln??ln??V???3??2? （2）气体的cp和cv：
由闭口系能量方程： ?U?Q?W?83.736?418.68??334.944kJ
??U?mcv(T2?T1)又
cv??U?334.96??0.6978kJ/(kg?K)
m(T2?T1)2(333?573)wt?nw ∴ ?H?Q?Wt?83.736?1.494?418.68??541.772kJ
??H?mcp(T2?T1)cp??H?541.772??1.1287kJ/(kg?K)
m(T2?T1)2(333?573)
三、容积为V=0.6m3的压缩空气瓶内装有压力p1=10 MPa，温度T1=300K的压缩空气，打开瓶上阀门用以启动柴油机。假定留在瓶内的空气进行的是可逆绝热膨胀（定熵过程，不发生热传导，但不是温度不变，所以不是
热力学能不变的过程）。设空气的定压比热容为cp=1.005 kJ/(kg·K)， Rg=0.287 kJ/(kg·K)，问：（1）瓶中压力降低到p2=0.7 MPa时，用去了多少千克空气？（2）过了一段时间后，瓶中空气吸热，温度又恢复到300K，此时瓶中空气的压力为多大？ 解：（1）p2时用去了多少千克空气 由定熵过程的过程方程：p1v1?p2v2和理想气体状态方程：
kk （反复用到的2个公式）
pV?mRgT，这里m是剩下气体的质量
K=Cp / CV= Cp / Cp-Rg(迈耶公式)
?p2???T?T可推得： 21???p1?k?1k?0.7??300????10?0.41.4?140.3296K
p1V110?106?0.6m1???69.7kgRgT1287?300p2V20.7?106?0.6m2???10.4kg
RgT2287?140.3296?m?m1?m2?59.3kg（2）T又恢复到300 K时，p3 =？
p3?
m2RgT1V1?10.4?287?300?1.4924MPa
0.6四、 将500kg温度为20℃的水在p1=0.1Mpa的压力下用电加热器定压加热到
90℃，大气环境温度为20℃，水的比热取4.187 kJ/(kg·K)，若不计散热损失，求此加热过程消耗的电力及做功能力损失。
解：取500kg水和电加热器作为孤立系统，水温升高所需的热量：
Q?mc?t?500?4.187(90?20)?146545kJ
水温升高所需的热量=消耗的电力，所以消耗的电力为146545 kJ. 该加热过程将高品质的电能变为热能，能量品质降低。孤立系统的熵增为
?Siso??SH2O?mclnT2363?500?4.187ln?448.49kJ/K （电加热器熵增为0） T1293
相关推荐：
loading