文档详情

2018年工程热力学第五版习题答案.doc

发布:2018-12-30约9.35千字共17页下载文档
文本预览下载声明
工程热力学第五版习题答案   第四章   4-1 1kg空气在可逆多变过程中吸热40kJ,其容积增大为v2?10v1,压力降低为   p2?p1/8,设比热为定值,求过程中内能的变化、膨胀功、轴功以及焓和熵的变化。   解:热力系是1kg空气 过程特征:多变过程n?因为   ln(p2/p1)ln(1/8)   =0.9 ?   ln(v1/v2)ln(1/10)   q?cn?T   内能变化为   5   R=717.5J/(kg?K) 277   cp?R?cv=1004.5J/(kg?K)   25n?k   ?5cv?=3587.5J/(kg?K) cn? cv   n?1cv?   ?u?cv?T?qcv/cn=8×103J   膨胀功:w?q??u=32 ×10J 轴功:ws?nw?28.8 ×10J   3   3   焓变:?h?cp?T?k?u=1.4×8=11.2 ×10J   3   熵变:?s?cpln 4-2   v2p23   ?cvln=0.82×10J/(kg?K) v1p1   有1kg空气、初始状态为p1?0.5MPa,t1?150℃,进行下列过程:   (1)可逆绝热膨胀到p2?0.1MPa;   (2)不可逆绝热膨胀到p2?0.1MPa,T2?300K; (3)可逆等温膨胀到p2?0.1MPa;   (4)可逆多变膨胀到p2?0.1MPa,多变指数n?2;   试求上述各过程中的膨胀功及熵的变化,并将各过程的相对位置画在同一张p?v图和   T?s图上   解:热力系1kg空气   (1) 膨胀功:   RT1p2w?[1?()   k?1p1   熵变为0   k?1   k   ]=111.9×103J   (2)w???u?cv(T1?T2)=88.3×10J   3   ?s?cpln   T2p2   =116.8J/(kg?K) ?Rln   T1p1   p13   =195.4×10J/(kg?K) p2   (3)w?RT1ln   ?s?Rln   p13   =0.462×10J/(kg?K) p2   n?1n   RT1p2   (4)w?[1?()   n?1p1p2   T2?T1()   p1   ?s?cpln   n?1n   ]=67.1×103J   =189.2K   T2p2?Rln=-346.4J/(kg?K) T1p1     33   4-3 具有1kmol空气的闭口系统,其初始容积为1m,终态容积为10 m,当初态和终态温度均100℃时,试计算该闭口系统对外所作的功及熵的变化。该过程为:(1)可逆定温膨胀;(2)向真空自由膨胀。 解:(1)定温膨胀功w?mRTln   V210   ?1.293*22.4*287*373*ln?7140kJ V11   ?s?mRln   V2   ?19.14kJ/K V1   V2   ?19.14kJ/K V1   (2)自由膨胀作功为0   ?s?mRln     33   4-4 质量为5kg的氧气,在30℃温度下定温压缩,容积由3m变成0.6m,问该过程中工质吸收或放出多少热量?输入或输出多少功量?内能、焓、熵变化各为多少? 解:q?mRTln   V20.6   ?5*259.8*300*ln?-627.2kJ V13   放热627.2kJ   因为定温,内能变化为0,所以   w?q 内能、焓变化均为0   熵变:   ?s?mRln   V2   ?-2.1 kJ/K V1   4-5 为了试验容器的强度,必须使容器壁受到比大气压力高0.1MPa的压力。为此把压力等于大气压力。温度为13℃的空气充入受试验的容器内,然后关闭进气阀并把空气加热。已知大气压力B=101.3kPa,试问应将空气的温度加热到多少度?空气的内能、焓和熵的变化为多少? 解:(1)定容过程   T2?T1   p2100?101.3   ?286*?568.3K p1101.3   5   *287*(568.3?286)?202.6kJ/kg 2   (2) 内能变化:?u?cv(T2?T1)?   ?h?cp(T2?T1)?     7   *287*(568.3?286)?283.6 kJ/kg 2   ?s?cvln   p2   ?0.49 kJ/(kg.K) p1     4-6 6kg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   W?mRTln   p10.3   ?6*287*303*ln
显示全部
相似文档