2-7. 气缸内充有气体，活塞截面积为100 cm2，活塞距底面高度为10 cm,活塞及其上负载的总质量为195 kg，当地大气压力771 mmHg,环境温度t0=27 oC,气缸内气体此时恰与外界处于热平衡。若将活塞上的负载取去 100 kg，活塞将突然上升，最后重新达到热力平衡。假设活塞与气缸壁无摩擦，气体可通过汽缸壁充分与外界换热，求活塞上升的距离及气体与外界交换的热量。 解：选取气缸中的空气作为研究的热力学系统，系统的初压为： PaAGppb54511102.939101009.8195101.028 当去掉一部分负载，系统重新达到平衡状态时，其终压为： PaAGppb54522101.959101009.895101.028 由于气体通过气缸壁可与外界充分换热，所以系统的初温和终温相等，都等于环境温度即： 021TTT 根据理想气体的状态方程可得到系统的终态体积，为： 335245211210261.5101.959101010100102.939mpVpV 所以活塞上升的距离为： cmmAVVL26.5260.0510100101010010261.5Δ46312 由于理想气体的内能是温度的函数，而系统初温和终温相同，故此过程中系统的内能变化为零，同时此过程可看作定压膨胀过程，所以气体与外界交换的热量为： JLApWQ04.103260.0510100101.959Δ452 2-8 空气在某气压机中被压缩，压缩前空气的参数为p1=0.1 MPa, v 1=0.845 m3/kg;压缩后为p1=0.8 MPa,v 2=0.175 m3/kg。若在压缩过程中每千克空气的热力学能增加为146.5 kJ,同时向外界放热50kJ,压力机每分钟生产压缩空气10 kg,试求： (1)压缩过程中对每千克空气所作的压缩功； (2)生产 1 kg 压缩空气所需的轴功； (3)带动此次压气机所需功率至少为多少(kW)? 解：压缩过程中每千克空气所作的压缩功为： kgkJuqw/196.5146.550Δ 忽略气体进出口宏观动能和势能的变化，则有轴功等于技术功，所以生产每kg 压缩空气所需的轴功为： kgkJhqw/252100.845)0.10.175(0.8146.550Δ3s 所以带动此压气机所需的功率至少为： kWwPs426010 2-9 某车间，冬季每小时通过墙壁和门窗传给外界的热量为3×105 kJ，车间各种工作机器所消耗的动力中有50kW将转化为热量，室内还经常亮着 50 盏 100 W的电灯。为使车间在冬季维护某一适合的温度，是否需要外加采暖设备？若需要，则外供热量为多少？ 解：是否要用外加取暖设备，要看...
