10 使系统熵增加的过程一定是不可逆过程。 11 热量不可能由低温物体传向高温物体。
12 若工质从某一初态沿可逆过程和不可逆过程达到同一终态,则不可逆过程中的熵变必定大于可逆过程中的熵变。 13 热力循环就是封闭的热力过程。
14 在绝热房间内,冰箱开门运行能使房间温度降低。 三、选择题
1 关于卡诺循环的热效率,下列说法中正确的是:
(1)可以大于1 (2)可以等于1 (3)只能小于1 2 工质经过一个不可逆循环后,其熵的变化量:
(1)大于零 (2)等于零 (3)小于零 3 在一可逆过程中,工质吸热说明该过程一定是:
(1)熵增过程 (2)熵减过程 (3)定熵过程 4 有摩擦的绝热过程一定是:
(1)熵增过程 (2)熵减过程 (3)定熵过程 5 功式ηt=1-Q2/Q1的适用条件是:
(1)任意热机循环,包括卡诺循环(2)只适用于卡诺循环 (3)除卡诺循环外的一切热机循环
6 热机从热源吸热1000kJ,对外作功1000kJ,其结果是:
(1)违反热力学第一定律 (2)违反热力学第二定律 (3)违反热力学第一及第二定律(4)不违反热力学第一及第二定律
7 某热机循环中,工质从热源(T1=2000K)得到热量Q1,对外作功Wo=1500J,并将热量Q2=500J排至冷源(T2=300K),试判断该循环为: (1)可逆循环 (2)不可逆循环 (3)不可能实现 8 自发过程的特点是:
(1)系统熵必然减少 (2)需伴随非自发过程才能进行 (3)必为不可逆过程 (4)必为可逆过程 四、问答题
1 热连续转变为功的条件是什么?转变限度是什么?
2 利用孤立系统熵增原理,证明热量是自发地由高温物体转向低温物体。 3 比较循环热效率公式 ηt=1-Q2/Q1与 ηt=1-T2/T1的适用条件。 4 第二类永动机与第一类永动机有何不同?
5 理想气体的绝热自由膨胀过程中系统与外界没有交换热量,为什么熵增大? 6 热力学第二定律能否表达为:“机械能可以全部变为热能,而热能不可能全部变为机械能。”?
五、计算题
1 有一卡诺循环工作于600℃及40℃两个热源之间,设每秒钟从高温热源吸热100kJ。求:
(1)卡诺循环的热效率 (2)循环产生的功率 (3)每秒钟排向冷源的热量
2 某动力循环工作与温度为1000K及300K的两热源之间,循环为1-2-3-1,其中1-2为定压吸热过程,2-3为可逆绝热过程,3-1为定温放热过程。点1的参数是p1=1MPa,T1=300K,点2的参数T2=1000K,工质为1kg,cp=1.01kJ/(kg.K)。求循环热效率及循环功?
3 某可逆循环,热源温度为1400K,冷源温度为60℃,若Q1=5000kJ。求: (1)高温热源、冷源的熵变化量 (2)由两个热源组成的系统的熵变化量
4 某动力厂,热源T1=1650K,冷源T2=300K,求从热源放热800kJ中有多少变为最大的循环功?若此热量先传给T1′=832K的热源,问每800KJ的热量中还有多少变为最大的循环功?若此视为一孤立系,则在不等温传热中系统熵增量及产生的不可逆损失各是多少?
5 某火力发电厂的工质从温度为1800℃的高温热源吸热,并向温度为20℃的低温热源放热,试确定: (1)按卡诺循环工作的热效率
(2)输出功率为100000KW,按卡诺循环工作时的吸热量和放热量
(3)由于内外不可逆因素的影响,实际循环热效率只有理想循环热效率的45﹪。当输出功率维持不变时,实际循环中的吸热量和放热量。
6 某热机在T1=1800K和T2=450K的热源间工作,若每个循环工质从热源吸热1000KJ,试计算:(1)循环的最大功?(2)如果工质在吸热过程中与高温热源的温差为100K,在放热过程中与低温过程中与低温热源的温差为50K,则该热量中最大能转变为多少功?热效率是多少?(3)如果循环过程中,不仅存在传热温差,并由于摩擦使循环功减小10KJ,则热机的热效率为多少?
答案
一、 填空题
1 热能,机械能,机械能,热能 2 q1-q2,机械能(循环功) 3 自发,非自发,消耗制冷机的功 4 一,变化 5 定温,绝热 6 温度,无关 7 最高值,衡量标准 8 增大,减小 9 增大,不可逆 10 Sis≥0
11 Qa=Q(1-To/T),QTo/T 12 低温,高温,任何变化
13 吸热,系统内发生了不可逆过程 二、判断题
1 ×。卡诺循环的热效率只能小于1,因为向冷源排气放热是热变功的必备条件(即Q2≠0)
2 ×。不管循环可逆与否,完成循环,则工质回复到初始状态,工质熵不变。 3 √。
4 ×。不可逆过程中熵的变化量可以计算,方法是:在相同的初、终状态间选择一条可逆路径来计算。
5 ×。若留下其它变化是可能的。如理想气体在定温吸热膨胀过程中,就可把所吸热量全部转化为功,但同时留下了其它变化,即气体状态发生了变化。 6 ×。只有在热源和冷源温度条件相同时才正确。
7 ×。定熵过程不一定是可逆绝热过程。如系统在状态变化过程中,因不可逆因素产生的熵产和系统放热减少的熵随时相等时,系统所经历的过程就是定熵过程,但却不是可逆绝热过程。 8 √。
9 ×。循环热效率不仅与循环净功有关,还与循环吸热量有关,取决于两者的比值(W0/Q1)。
10 ×。可逆吸热过程也可使系统熵增大。
11 ×。热量可以由低温物体传向高温物体,如制冷循环,其实现条件是制冷机要消耗功。
12 ×。两过程的熵变应相等,因为熵是状态参数,只要初、终状态相同,其变化量就应相同,而与变化路径无关。 13 √。
14 ×。可分别从热力学第一、第二定律加以证明。 三、选择题
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