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《工程热力学》(第五版)第3章练习题VIP免费

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工程热力学例题与习题 —1 6 — 第 3章 热力学第一定律 3.1 基本要求 深刻理解热量、储存能、功的概念,深刻理解内能、焓的物理意义 理解膨胀(压缩)功、轴功、技术功、流动功的联系与区别 熟练应用热力学第一定律解决具体问题 3.2 本章重点 1.必须学会并掌握应用热力学第一定律进行解题的方法,步骤如下: 1)根据需要求解的问题,选取热力系统。 2)列出相应系统的能量方程 3)利用已知条件简化方程并求解 4)判断结果的正确性 2.深入理解热力学第一定律的实质,并掌握其各种表达式(能量方程)的使用对象和应用条件。 3.切实理解热力学中功的定义,掌握各种功量的含义和计算,以及它们之间的区别和联系,切实理解热力系能量的概念,掌握各种系统中系统能量增量的具体含义。 4.在本章学习中,要更多注意在稳态稳定流动情况下,适用于理想气体和可逆过程的各种公式的理解与应用。 3.3 例 题 例 1.门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行,若敞开冰箱的大门就有一股凉气扑面,感到凉爽。于是有人就想通过敞开冰箱大门达到降低室内温度的目的,你认为这种想法可行吗? 解:按题意,以门窗禁闭的房间为分析对象,可看成绝热的闭口系统,与外界无热量交换,Q=0,如图 3.1所示,当安置在系统内部的电冰箱运转时,将有电功输入系统,根据热力学规定:W<0,由热力学第一定律WUQ可知,0U,即系统的内能增加,也就是房间内空气的内能增加。由于空气可视为理想气体,其内能是温度的单值函数。内能增加温工程热力学例题与习题 —1 7 — 度也增加,可见此种想法不但不能达到降温目的,反而使室内温度有所升高。 若以电冰箱为系统进行分析,其工作原理如图 3.1所示。耗功 W后连同从冰室内取出的冷量0Q 一同通过散热片排放到室内,使室内温度升高。 图 3.1 例 2. 既然敞开冰箱大门不能降温,为什么在门窗紧闭的房间内安装空调器后却能使温度降低呢? 解:参看图 3.2, 仍以门窗紧闭的房间为对象。由于空调器安置在窗上,通过边界向环境大气散热,这时闭口系统并不绝热,而且向外界放热,由于Q<0,虽然空调器工作时依旧有电功 W输入系统,仍然 W<0,但按闭口系统能量方程:WQU,此时虽然 Q与 W都是负的,但WQ ,所以  U<0。可见室内空气内能将减少,相应地空气温度将降低。 若以空调器为系统,其工作原理如图 3.2所示,耗功 W连同从室内抽取的热量'Q 一同排放给环境,因而室内温度将降低。...

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