工程的热力学第五版的练习地的题目VIP免费

实用标准文档精彩文案第4章理想气体热力过程及气体压缩4．1本章基本要求熟练掌握定容、定压、定温、绝热、多变过程中状态参数p、v、T、u、h、s的计算，过程量Q、W的计算，以及上述过程在p-v、T-s图上的表示。4．2本章重点结合热力学第一定律，计算四个基本热力过程、多变过程中的状态参数和过程参数及在p-v、T-s图上表示。本章的学习应以多做练习题为主，并一定注意要在求出结果后，在p-v、T-s图上进行检验。4．3例题例1．2kg空气分别经过定温膨胀和绝热膨胀的可逆过程，如图4.1，从初态1p=9.807bar,1t=300C膨胀到终态容积为初态容积的5倍，试计算不同过程中空气的终态参数，对外所做的功和交换的热量以及过程中内能、焓、熵的变化量。图4.1解：将空气取作闭口系对可逆定温过程1-2，由过程中的参数关系，得barvvpp961.151807.92112实用标准文档精彩文案按理想气体状态方程，得111pRTv=0.1677kgm/3125vv=0.8385kgm/312TT=573K2t=300C气体对外作的膨胀功及交换的热量为1211lnVVVpQWTT=529.4kJ过程中内能、焓、熵的变化量为12U=012H=012S=1TQT=0.9239kJ/K或12S=mRln12VV=0.9238kJ/K对可逆绝热过程1-2′,由可逆绝热过程参数间关系可得kvvpp)(211'2其中22'vv=0.8385kgm/3故4.12)51(807.9'p=1.03barRvpT'''222=301K'2t=28C气体对外所做的功及交换的热量为)(11)(11'212211TTmRkVpVpkWs=390.3kJ0'sQ过程中内能、焓、熵的变化量为kJTTmcUv1.390)(1212''或kJWU3.390212'kJTTmcHp2.546)(1212'''12S=0例2.1kg空气多变过程中吸取41.87kJ的热量时，将使其容积增大实用标准文档精彩文案10倍，压力降低8倍，求：过程中空气的内能变化量，空气对外所做的膨胀功及技术功。解：按题意kgkJqn/87.411210vv1251pp空气的内能变化量：由理想气体的状态方程111RTVp222RTVp得：12810TT多变指数903.010ln8ln)/ln()/ln(1221vvppn多变过程中气体吸取的热量11212141)(1)(TnkncTTnkncTTcqvvnnKT1.571气体内能的变化量kgkJTTmcUv/16.8)(1212空气对外所做的膨胀功及技术功：膨胀功由闭系能量方程kgkJuqwn/71.331212或由公式])(1[11112112nnppRTnw来计算技术功：kgkJnwppRTnnwnn/49.30])(1[112112112例3：一气缸活塞装置如图4.2所示，气缸及活塞均由理想绝热材料组成，活塞与气缸间无摩擦。开始时活塞将气缸分为A、B两个相等的两部分，两部分中各有1kmol的同一种理想气，其压力和温度均为p1=1bar，t1=5℃。若对A中的气体缓慢加热（电热），使气体缓慢膨胀，推动活塞压缩B中的气体，直至A中气AB图4.2实用标准文档精彩文案体温度升高至127℃。试求过程中B气体吸取的热量。设气体56.120vCkJ/(kmol·K)，56.120pCkJ/(kmol·K)。气缸与活塞的热容量可以忽略不计。解：取整个气缸内气体为闭系。按闭系能量方程ΔU=Q－W因为没有系统之外的力使其移动，所以W=0则BvBAvABATCnTCnUUUQ00其中1BAnnkmol故)(0BAvTTCQ（1）在该方程AT中是已知的，即1212TTTTTAAAA。只有BT是未知量。当向A中气体加热时，A中气体的温度和压力将升高，并发生膨胀推动活塞右移，使B的气体受到压缩。因为气缸和活塞都是不导热的，而且其热容量可以忽略不计，所以B中气体进行的是绝热过程。又因为活塞与气缸壁间无摩擦，而且过程是缓慢进行的，所以B中气体进行是可逆绝热压缩过程。按理想气体可逆绝热过程参数间关系kkBppTT11212（2）由理想气体状态方程，得初态时111)(pTRnnVMBA终态时2222)(pTRnTRnVBMBAMA其中V1和V2是过程初，终态气体的总容积，即气缸的容积，其在过程前后不变，故V1=V2，得实用标准文档精彩文案22233)()(pTRnTRnpTRnnBMBAMAMBA因为1BAnnkmol所以1212122TTTTppBA（3）合并式（2）与（3），得kkAppTTpp11212122比值12pp可用试算法求用得。按题意已知：1722732AT=445K，52731T=278K40.088.2056.12111110pvoCCkkk故4.012122784452pppp计算得：12pp=1.367代式入（2）得K315367.12784.011212）（kkBppTT代入式（1）得Q=12.56[(445－278)+(315－278)]=2562kJ例4：2kg的气体从初态按多变过程膨胀到原来的3倍，温度从300℃下降至60℃，已知该过程膨胀功为100kJ自外界吸热20kJ，求气体的cp和cv各是多少？现列出两种解法：实用标准文档精彩文案解1...