热工题库计算题VIP免费

热工基础题库三、计算题基本概念1．1kg空气从相同初态p10.2MPa、t135℃经定容过程至终温，t2180℃，试求吸热，量、膨胀功、技术功和初终态焓差。（空气的Rg0.287kJ/(kgK)cp1.004kJ/(kgK)cV0.717kJ/(kgK)。）0.287103(35273)解v2v10.442m3/kg6p10.210p2p1T2(180273)0.20.294MPaT1(35273)RgT1qcV(t2t1)0.717(18035)103.97kJ/kgw0wtv1(p1p2)0.442(0.20.294)10610341.5kJ/kghcp(t2t1)1.004(18035)145.6kJ/kg水蒸气理想气体1．有1kg空气，初始状态为p1=0.5MPa、t1=150℃，膨胀到终了状态p2=0.1MPa，膨胀过程有三种形式：（1）定温过程；（2）绝热过程；（3）多变过程，多变指数1.2。试将各过程画在pv图和Ts图上，并求出各种过程熵的变化量。设过程可逆，且比热为定值。解：p1=0.5MPa、t1=150℃，p2=0.1MPa，（1）定温过程：sRglnp10.286ln50.46p2（2）绝热过程；ΔS=0（3）多变过程，多变指数1.2：scvln=cpncvcpp2p2vppcpln2cvln2ln1lnp1v1p1np2np11.2*0.7171.0041ln0.19261.25p222Tnsp2T122n2p2s1v热力学第一定律Ts1．某车间在冬季每小时经过四周散出外界环境的热量为3×105kJ。已知该车间各种工作机器所耗的功率中有50kW将转化为热量，室内还经常点着50盏100W的电灯，问该车间在冬季为了维持恒定的室温，是否还需要外加采暖设备？如要，则每小时需供多少热量？解：Q=-3×10kJ+(50+50*100/1000)*3600=-102000kJ需外加采热102000kJ/小时，即28.33kw。2．某电厂的发电量为2500kw，已知煤的发热量为29000kJ/kg，发电厂效率为37%。问该发电厂每昼夜要消耗多少煤？3．开水房烧开水，用1大气压下100℃的水蒸气和20℃的水混合，问欲得到2000kg开水，需要用多少蒸汽（设水的汽化潜热为520kJ/kg）。解：设需要水mkgMcΔt=(2000-m)rM*80*4.18=520*(2000-m)M=520*2000/(80*4.18+520)=1217.23kg，需要蒸汽为782.77kg4．如右图所示。气缸内充以空气，活塞及负载重100kg，气缸壁充分导热，取走60kg负载，其系统完全平衡后，求：1）活塞上升的高度ΔL；2）热力学内的变化ΔU；3）气体在过程中所做的功。（已知空气定容比热为0.72）解：1)由力平衡：p1=pb+F1/A=771*133.32+100*98100/100=2.009×105PaV1=A*L=100*10*10-6=10-3m3p2=pb+F2/A=771*133.32+40*98100/100=1.420×105PaT2=T1V2=A*(L+ΔL)=100*(10+ΔL)*10-6=(10+ΔL)*10-4m3过程中质量不变：m1=p1V1/(RgT1)=m2=p2V2/(RgT2)5V2=p1V1/p2=2.009×105*10-3/1.420×105=1.4145*10-3m3=(10+ΔL)*10-4m3ΔL=4.145cm2)ΔU=m2u2-m1u1因为m1=m2，已知{u}kJ/kg=0.72{T}K，而T2=T1；所以ΔU=03）此过程为不可逆过程：W=p2*A*ΔL=1.420×105*100×10-4*4.145×10-2=58.859J热力学第二定律1．100kg温度为0℃的冰，在20℃的环境中融化为水后升温至20℃。已知冰的溶解热为335kJ/kg，水的比热容为=4.187kJ/(kg.K)，求:冰融化为水的熵变化量；（8分）；解：100kg0℃的冰融化所需热量冰融化为水的熵变s13.35104/273122.71kj/k100kg0℃的水吸热升温到20℃的熵变化量为：s2dsT1Tft2t1293mcdTdqT273Ts21004.18ln29329.55kj/k273因此总的熵变化量为：ss1s2152.25kj/k2．两物体A和B的质量及比热相同温度各为T1和T2，且T1>T2。设环境温度为T0。（1）按一系列微元卡诺循环工作的可逆机以A为热源，以B为冷源，循环进行后A物体的温度逐渐降低，B物体的温度逐渐升高，直至两物体的温度相同，同为Tf为止，试证明：TfT1T2；（2）若A和B直接传热，热平衡时的温度为Tm，求Tm。解：（1）可逆热机循环完成后系统总熵增为零TfT1dsm1dsm2T2Tf0，TfT1TfT2dqdq1T2，cplncpln2，TfT1T2TfTTT1Tf（2）物体1放热量等于物体2的吸热量，系统总吸放热等于零TfTf1dq1dq20，cp(T1Tm)cp(TmT2)，Tm(T1T2)T1T223．有一循环发动机，工作于热源=1000K及冷源=400K之间，若该热机从热源吸热1360kJ作功833kJ.问该热机循环是可逆的？不可逆的？还是根本不能实现的？（8分）解：4．一...