热力学题型案例.doc

设有一定质量气体在汽缸内由体积0.9可逆的膨胀到1.4，过程中气体压力保持定值，且。若在此过程中气体热力学能增加12000J，试求此过程中气体吸入或放出多少热量。 解：取气缸内气体为系统。则能量方程为 有题意 由于过程可逆，且压力为常数，故 因此，过程中气体自外界吸热112000J某房间，冬季通过墙壁和窗子向外散热70000，房内有2只40 w电灯照明，其它家电耗电约100w，为维持房内温度不变，房主购买供暖系数为5的热泵，求热泵的最小功率. 解：热泵供暖速率为 因，故 某台压缩机每小时输出3200、表压力=0.22MPa、温度t=156℃的压缩空气。设当地大气压=765mmHg，求压缩空气的质量流量及标准状态下的体积流量 解 压缩机出口处空气的温度T=t+273K=(156+273)K=429K，绝对压力p=+=0.22MPa+=0.322MPa 该状态下体积流量=3200/h 将上述各值代入以流量形式表达的理想气体状态方程式，得摩尔流量为 == 空气的摩尔质量，故空气的质量流量为 因,故标准状态体积流量为 有一闭口系统，从状态1经a变化到状态2，如图，又从状态2经b回到状态1；再从状态1经过c变化到状态2。在这个过程中，热量和功的某些值已知，如表，试确定未知量。 过程 热量Q（kJ） 膨胀功W（kJ） 1-a-2 10 x1 2-b-1 -7 -4 1-c-2 x2 2 解：闭口系统。 使用闭口系统能量方程 (1)对1-a-2和2-b-1组成一个闭口循环，有 即10＋（－7）＝x1+（－4） x1=7 kJ (2)对1-c-2和2-b-1也组成一个闭口循环 x2＋（－7）＝2+（－4） x2=5 kJ (3)对过程2-b-1，根据 －3 kJ 16、燃气经过燃气轮机，由0.8Mpa、420°绝热膨胀到0.1Mpa,130°。设比热容kJ/(kg.K), （1）该过程是否能实现？过程是否可逆？ 解 kJ/(kg.K=0.278 =kJ/(kg.K)ln=0.03057 因该过程为不可逆过程 试由w=、=﹣导出理想气体进行可逆绝热过 程时过程功和技术功的计算。 解：可逆过程的过程功w=，由绝热过程公式=p，得p=。所以w==()=() 考虑到 =，= W=[1]=［1］ 可逆过程的技术功=﹣=＋（），将关系式代入，经整理可得 =（）=（）=［1－］=kw 进入蒸汽发生器中内径为30mm管子的压力水的参数为10Mpa、 30℃，从管子输出时参数为9Mpa、400℃，若入口体积流量为3L/s，求加热率。已知初态时h=134.8kJ/kg、v=0.0010m3/kg，终态时h=3117.5kJ/kg、v=0.0299m3/kg。 解：管截面面积：A===7.069×㎡ ===4.244m/s ===3kg/s ====4.244m/s×=126.9m/s Φ=[ =3kg/s×[（3117.5－134.8）kJ/kg＋]=8972.2kW 供热系统矩形风管的边长为100mm x 175mm,40度、102kPa的空气在管内流动，其体积流量是0.0185m^3/s，求空气的流速和质量流量。 解：风管面积A=100mm x 175mm=17500mm^2=0.0175m^2 空气流速qv=c/v=0.0185/0.0175=1.06m/s 空气质量流量qm=pqv/RT=0.02Kg/s 质量为5kg的氧气，在30℃温度下定温压缩，容积由3变成0.6 ，问该过程中工质吸收或放出多少热量？ （工程热力学） 解：q=mRTlnV2/V1=5*259.8*300*ln0.6/3=-627.2kJ 放热627.2kJ 水蒸气郎肯循环的新蒸汽压力为 100bar ，排气压力为 0.04bar ，新蒸汽温度为 350 ℃，蒸汽轮机的内效率为 0.8 ，对于 1 kg 工质求： １）理论循环中汽轮机和给水泵的技术功 ２）理论循环中吸热量、放热量和热效率 ３）若考虑汽轮机内的不可逆绝热过程，忽略泵耗功，求出实际出口蒸汽的干度、实际出口焓 已知： h 1 =3450 kJ/kg s 1 =6.695 kJ/(kg﹒K) s2=s1 （2） （3） 28、空气在压气机中被压缩，压缩前的参数是p1=0.