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3－8容积由隔板分成两部分，左边盛有压力为600kPa，温度为27℃的空气，右边为真空，容积为左边5倍。将隔板抽出后，空气迅速膨胀充满整个容器。试求容器内最终压力和温度。设膨胀是在绝热下进行的。解：热力系：左边的空气系统：整个容器为闭口系统过程特征：绝热，自由膨胀根据闭口系统能量方程绝热自由膨胀W＝0因此ΔU=0对空气可以看作理想气体，其内能是温度的单值函数，得根据理想气体状态方程＝100kPa3-9一个储气罐从压缩空气总管充气，总管内压缩空气参数恒定，为500kPa，25℃。充气开始时，罐内空气参数为100kPa，25℃。求充气终了时罐内空气的温度。设充气过程是在绝热条件下进行的。解：开口系统特征：绝热充气过程工质：空气（理想气体）根据开口系统能量方程，忽略动能和未能，同时没有轴功，没有热量传递。没有流出工质m2=0dE=dU=(mu)cv2-(mu)cv1终态工质为流入的工质和原有工质和m0=mcv2-mcv1mcv2ucv2-mcv1ucv1=m0h0(1)h0=cpT0ucv2=cvT2ucv1=cvT1mcv1=mcv2=代入上式(1)整理得=398.3K3－12压力为1MPa和温度为200℃的空气在一主管道中稳定流动。现以一绝热容器用带阀门的管道与它相连，慢慢开启阀门使空气从主管道流入容器。设（1）容器开始时是真空的；（2）容器装有一个用弹簧控制的活塞，活塞的位移与施加在活塞上的压力成正比，而活塞上面的空间是真空，假定弹簧的最初长度是自由长度；（3）容器装在一个活塞，其上有重物，需要1MPa的压力举起它。求每种情况下容器内空气的最终温度？解:（1）同上题662K=389℃（2）h=cpT0L=kpT=552K=279℃同（2）只是W不同T=473K＝200℃3-17.温度t1=500℃，质量流率m1=120kg/h的空气流I，与温度t2=200℃质量流率m2=210kg/h的空气流相混合，设混合前后的压力都相等，试求Ⅰ和Ⅱ两股气流混合后的温度解：代入得：＝582K例4-3空气的容积=2，由=1MPa，t=40，压缩到=1MPa，=0.5，求过程的多变指数、压缩功、气体在过程中所放出的热量，以及气体的熵的变化。取定值比热计算。解：多变指数压缩功：气体终态温度：气体质量：热力学能变化：热量：熵变化：4-66kg空气由初态p1＝0.3MPa，t1=30℃，经过下列不同的过程膨胀到同一终压p2＝0.1MPa：（1）定温过程；（2）定熵过程；（3）指数为n＝1.2的多变过程。试比较不同过程中空气对外所作的功，所进行的热量交换和终态温度。解：（1）定温过程573.2kJT2=T1=30℃（2）定熵过程351.4kJQ＝0221.4K（3）多变过程＝252.3K436.5kJ218.3kJ4-81kg理想气体由初态按可逆多变过程从400℃降到100℃，压力降为，已知该过程的膨胀功为200kJ，吸热量为40kJ，设比热为定值，求该气体的和解：kJ＝533J/(kg.k)=200kJ解得：n＝1.49R=327J/(kg.k)代入解得：＝533+327=860J/(kg.k)4-9将空气从初态1，t1=20℃,定熵压缩到它开始时容积的1/3，然后定温膨胀，经过两个过程，空气的容积和开始时的容积相等。求1kg空气所作的功。解：＝-116kJ/kg＝454.7K＝143.4kJ/kgw=w1+w2=27.4kJ/kg4-101kg氮气从初态1定压膨胀到终态2，然后定熵膨胀到终态3。设已知以下各参数：t1=500℃，v2=0.25m3/kg，p3＝0.1MPa，v3=1.73m3/kg。求（1）1、2、3三点的温度、比容和压力的值。（2）在定压膨胀和定熵膨胀过程中内能的变化和所作的功。解：(1)＝1.5MPa＝1263Kp1=p2=1.5MPav1==0.15m3/kg=583K(2)定压膨胀364kJ/kg145.4kJ/kg定熵膨胀505kJ/kg-505kJ/kg或者：其q=0,=-505kJ/kg4-16有一离心式压气机，每分钟吸入p1＝0.1MPa，t1=16℃的空气400m3，排出时p2＝0.5MPa，t2=75℃。设过程可逆，试求：(1)此压气机所需功率为多少千瓦？(2)该压气机每分钟放出的热量为多少千焦？解：（1）=8.04kg/s=1.13µ§1183KW（2）=-712.3kJ/s=(△H+W)=-1183*60+28460例4-5已知空气的初态=0.1MPa,t1=20℃,经过三级压缩后，压力提高到12.5MPa.假定气体进入各级气缸时的温度相同，各级间的压力按最有利情况确定，且各级多变指数n=1.25.试求生产1kg压缩空气所需的压缩功和各级排气温度。如果改用单级压气机，一次压缩到12.54MPa，压缩=指数也是1.25，那么所需的压缩功和各级排气温度将是多少?解：三级压气机各级压力比是：各级气缸的排气温度：三级压气机所需轴功：/...