工程热力学计算练习题和证明题.docVIP

工程热力学计算练习题 1、设工质在的恒温热源和的恒温冷源间按热力循环工作，已知吸热量为150kJ，求热效率和循环净功。 2、5kg氧气初态为p1＝0.8MPa、T1＝800K，经可逆定压加热过程达到1200K。设氧气为理想气体，比热容为定值，摩尔质量M＝32×10－3kg/mol，试求氧气终态的体积V2、热力学能变量ΔU、焓变量ΔH、熵变量ΔS。 3、有人设计一台循环装置，在温度为1100K和350K的两个恒温热源之间工作，且能输出净功1250kJ，而向冷源放热500kJ。试判断该装置在理论上是否可行？ 4、空气流经喷管作定熵流动，已知进口截面上空气的压力p1＝7bar、温度t1＝947℃，出口截面上空气的压力p2＝1.4bar，质量流量qm＝0.5kg/s。空气的比定压热容cp 1.004kJ/ kg·K ，气体常数Rg＝0.287 kJ/ kg·K ，k＝1.4，试确定喷管外形、出口截面上空气的流速和出口截面面积。 证明题 试证明可逆过程的功。 证明：设有质量为m的气体工质在气缸中进行可逆膨胀， 其变化过程如图中连续曲线1－2表示。 由于过程是可逆的，所以工质施加在活塞上的力F 与外界作用在活塞上的各种反力之总和随时只相差一无 穷小量。按照功的力学定义，工质推动活塞移动距离dx 时，反抗斥力所作的膨胀功为 式中，A为活塞面积，dV是工质体积微元变化量。 在工质从状态1到状态2的膨胀过程中，所作的 膨胀功为 2、试证明理想气体的比定压热容仅仅是温度的函数。 证明：引用热力学第一定律解析式，对于可逆过程有 定压过程 对于理想气体，显然焓值与压力无关，也只是温度的单值函数，即，故 理想气体的比定压热容仅仅是温度的函数。