工程熱力學(xué)知識(shí)點(diǎn)匯總

1、工程熱力學(xué)復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)一、知識(shí)點(diǎn)基本概念的理解和應(yīng)用（約占40%）,基本原理的應(yīng)用和熱力學(xué) 分析能 力的考核（約占60%）?；靖拍钫莆蘸屠斫猓簾崃W(xué)系統(tǒng)（包括熱力系，邊界，工質(zhì)的概念。熱力系的 分類(lèi)：開(kāi)口系，閉口系，孤立系統(tǒng)）。掌握和理解：狀態(tài)及平衡狀態(tài),實(shí)現(xiàn)平衡狀態(tài)的充要條件。狀態(tài)參數(shù)及 其特性。制冷循環(huán)和熱泵循環(huán)的概念區(qū)別。理解并會(huì)簡(jiǎn)單計(jì)算：系統(tǒng)的能量，熱量和功（與熱力學(xué)兩個(gè)定律結(jié) 合）。熱力學(xué)第一定律掌握和理解：熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)。理解并會(huì)應(yīng)用基本公式計(jì)算：熱力學(xué)第一定律的基本表達(dá)式。閉口系能 量方程。熱力學(xué)第一定律應(yīng)用于開(kāi)口熱力系的一般表達(dá)式。穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流的能 量方程。理解并掌握：焙、技

2、術(shù)功及幾種功的尖系（包括體積變化功、流動(dòng)功、 軸功、技術(shù)功）。熱力學(xué)第二定律掌握和理解：可逆過(guò)程與不可逆過(guò)程（包括可逆過(guò)程的熱量和功的計(jì)掌握和理解：熱力學(xué)第二定律及其表述（克勞修斯表述，開(kāi)爾文表述等）?？ㄖZ循環(huán)和卡諾定理。掌握和理解：嫡（嫡參數(shù)的引入，克勞修斯不等式，嫡的狀態(tài)參數(shù)特 性）。理解并會(huì)分析：燔產(chǎn)原理與孤立系燔增原理，以及它們的數(shù)學(xué)表 達(dá)式。 熱力系的燔方程（閉口系燔方程，開(kāi)口系嫡方程）。溫-嫡?qǐng)D的分析及應(yīng) 用。理解并會(huì)計(jì)算：學(xué)會(huì)應(yīng)用熱力學(xué)第二定律各類(lèi)數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)判定 熱力過(guò)程的不可逆性。理想氣體的熱力性質(zhì)熟悉和了解：理想氣體模型。理解并掌握：理想氣體狀態(tài)方程及通用氣體常數(shù)。理想氣體

3、的比熱。理解并會(huì)計(jì)算：理想氣體的內(nèi)能、熄、燔及其計(jì)算。理想氣體可逆過(guò)程 中，定容過(guò)程，定壓過(guò)程，定溫過(guò)程和定燔過(guò)程的過(guò)程特點(diǎn)，過(guò)程功，技術(shù) 功和熱量計(jì)算。實(shí)際氣體及蒸氣的熱力性質(zhì)及流動(dòng)問(wèn)題理解并掌握：蒸汽的熱力性質(zhì)（包括有尖蒸汽的各種術(shù)語(yǔ)及其意義。例 如：汽化、凝結(jié)、飽和狀態(tài)、飽和蒸汽、飽和溫度、飽和壓力、三相點(diǎn)、臨 界點(diǎn)、汽化潛熱等）。蒸汽的定壓發(fā)生過(guò)程（包括其在P-V和T-s圖上的一 點(diǎn)、二線(xiàn)、三區(qū)和五態(tài)）。理解并掌握：絕熱節(jié)流的現(xiàn)象及特點(diǎn)蒸汽動(dòng)力循環(huán)理解計(jì)算：蒸氣動(dòng)力裝置流程、朗肯循環(huán)熱力計(jì)算及其效率分析。能夠 在T-S圖上表示出過(guò)程，提高蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)熱效率的各種途徑（包括改 變初蒸

4、汽參數(shù)和降背壓、再熱和回?zé)嵫h(huán)）。7、制冷與熱泵循環(huán)理解、掌握并會(huì)計(jì)算：空氣壓縮制冷循環(huán)，蒸汽壓縮制冷循環(huán)的熱力計(jì) 算及制冷系數(shù)分析。能夠在S圖上表示出過(guò)程，提高制冷系數(shù)和熱泵系數(shù) 的途徑，分析熱泵循環(huán)和制冷循環(huán)的區(qū)別和聯(lián)系。二、典型題解概念題：1、過(guò)熱蒸汽的溫度是否一定很高？未飽和水的溫度是否一定很低？答：過(guò) 熱蒸汽、未飽和水是這樣定義的，當(dāng)蒸汽的溫度高于其壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度 時(shí)稱(chēng)作過(guò)熱蒸汽，其壓力下tts ；當(dāng)溫度低于其壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度t ts時(shí)，則工質(zhì)的相態(tài)一定是液態(tài)，則稱(chēng)其為未飽和水。因此，過(guò)熱蒸汽不 一定溫度很高，未飽和水未必溫度很低，它們都是相對(duì)于其環(huán)境壓力所對(duì)應(yīng) 的飽和溫度而言

5、的狀態(tài)。2 在h -s圖上，能否標(biāo)出下列水和蒸汽的狀態(tài)點(diǎn)？（ 1）茫為hl的未飽和 水；（2） %含為h2的飽和水；（3）參數(shù)為pl、t1的濕蒸汽；（4）壓力為p 的干蒸汽；（5）水、汽性質(zhì)相同的狀態(tài)。竊C1）不能。丙為只有一個(gè)熱力學(xué)參數(shù)，無(wú)法確定系統(tǒng)的狀態(tài)。C2）能4因?yàn)榇藭r(shí)有f己知且飽和水的X 0*C3)不能。岡為濕蒸汽亠和右足對(duì)應(yīng)的*只有一”獨(dú)立變量。4能因比時(shí)己知R和x=l(5)能*因水、汽個(gè)生質(zhì)完全相同的狀態(tài)只有它的臨界點(diǎn)#3、填空氣體常數(shù)R占?xì)怏w種類(lèi)宜尖，與狀態(tài)尖。通用氣體常數(shù)R與氣體種類(lèi)無(wú)矢,與狀態(tài) 無(wú)矢。在S1制中R的數(shù)值是314 ，單位是 J/mo I. K 0質(zhì)量熱容s摩爾

6、熱容與容積熱容J之間的換算矢系為：5 二皿二22.414x10%理想氣體的環(huán)及6值與氣體種類(lèi)最，與溫度注一尖廿它們的羞值與氣體種類(lèi)言 矢,與溫度一無(wú)尖它們的比值Y與氣體種類(lèi)有:尖，與溫度有矢。對(duì)于理想氣體，dUCvdTf dh二CpdT,它們的適用條件分別 是：理想氣體的任何 工質(zhì)、任何過(guò)乍呈心4、判斷下列過(guò)程中那些是可逆的；不可逆的；可以是可逆的。并扼要說(shuō)明 不可逆原因。對(duì)剛性容器內(nèi)的水加熱，使其在恒溫下蒸發(fā)。對(duì)剛性容器內(nèi)的水作功，使其在恒溫下蒸發(fā)。對(duì)剛性容器中的空氣緩慢加熱，使其從50 C升溫到100 C解：(1 )可以是可逆過(guò)程，也可以是不可逆過(guò)程，取決于熱源溫度與溫是否相等。水若兩者不

7、等，則存在外部的傳熱不可逆因素5便是不可逆過(guò)程。對(duì)剛性容器的水作功，只可能是攪拌功，伴有摩擦擾動(dòng)，因而有內(nèi)不 可逆因素，是不可逆過(guò)程。可以是可逆的，也可以是不可逆的，取決于熱源溫度與空氣溫度是否隨時(shí)相等或保持無(wú)限小的溫差。5、絕熱容器內(nèi)有一定氣體，外界通過(guò)容器內(nèi)的葉輪向氣體加入w kJ的功。 若氣體視為理想氣體，試分析氣體內(nèi)能的內(nèi)能，焙，溫度，嫡如何變化？ 答：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，外界所做的功全部轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能的增量，因而內(nèi) 能，焙，溫度均增加；該過(guò)程不可逆，燔也增加。6對(duì)與有活塞的封閉系統(tǒng)，下列說(shuō)法是否正確？1）氣體吸熱后一定膨脹，內(nèi)能一定增加。答：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體吸熱可能使內(nèi)能增加，

8、也可能對(duì)外做功，或者兩者同時(shí)進(jìn)行；尖鍵是吸熱量能否完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，由于氣體的定溫膨脹過(guò)程可使得吸收的熱量完全轉(zhuǎn)化為功，內(nèi)能不增加，所以說(shuō)法錯(cuò)誤。2）氣體膨脹時(shí)一定對(duì)外做功。答：一般情況下，氣體膨脹時(shí)候要對(duì)外做功，但當(dāng)氣體向真空中膨脹時(shí)候，由于外力為零，所以功也為零。3）氣體對(duì)外做功，內(nèi)能一定減少。答：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，在定溫條件下，氣體可以吸收熱量并全部轉(zhuǎn)化為功，從而保持內(nèi)能不變。7、焙的物理意義是什么？答：焙的定義式：焙二內(nèi)能+流動(dòng)功H=U+pV焙的物理意義：1.對(duì)流動(dòng)工質(zhì)（開(kāi)口系統(tǒng)）工質(zhì)流動(dòng)時(shí)與外界傳遞與其熱力狀態(tài)有矢的總能量。2.對(duì)不流動(dòng)工質(zhì)（閉口系統(tǒng)）仍然存在但僅是一個(gè)復(fù)合的狀態(tài)參數(shù)。

9、&嫡的物理含義？答：定義：嫡dS二（衛(wèi)）可逆過(guò)程物理意義：燔的變化反應(yīng)可逆過(guò)程熱交換的方向和大小。系統(tǒng)可逆的從 外界吸熱，系統(tǒng)燔增加；系統(tǒng)可逆的向外界放熱，系統(tǒng)燔減少；可逆絕熱過(guò) 程5系統(tǒng)燔不變。9、判斷下列說(shuō)法對(duì)嗎？系統(tǒng)吸熱，其嫡一定增大；系統(tǒng)放熱，其燔一定減 小。答：嫡變二嫡流+燔產(chǎn)，所以，前半句對(duì)，后半句錯(cuò)誤。10、孤立系燔增原理是什么？怎么應(yīng)用?答：孤立系統(tǒng)燔增原理：孤立系統(tǒng)內(nèi)所進(jìn)行的一切實(shí)際過(guò)程（不可逆 過(guò)程） 都朝著使系統(tǒng)燔增加的方向進(jìn)行；在極限情況下（可逆過(guò)程），系統(tǒng)的嫡維 持不變；任何使系統(tǒng)嫡減小的過(guò)程是不肯能。即過(guò)程進(jìn)行 到某一階段，再 不能使嫡增大了，也就是系統(tǒng)的嫡值達(dá)到了

10、最大值，就是過(guò)程進(jìn)行的限度。dSjs。二 dSfdSg 二 dSg- 0等號(hào)適用于可逆過(guò)程，大于號(hào)適用于不可逆過(guò)程。表明孤立系統(tǒng)的嫡變化只 取決于系統(tǒng)內(nèi)各過(guò)程的不可逆程度。注意：如果涉及環(huán)境溫度，由于環(huán)境是一個(gè)很大的熱源，無(wú)論它吸收或者放 出多少熱量，都認(rèn)為環(huán)境溫度是不變的。11 討論使熱由低溫?zé)嵩磦飨蚋邷責(zé)嵩吹倪^(guò)程能否實(shí)現(xiàn)?解：取高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩礊楣铝⑾到y(tǒng)，如圖a所示，其總爛變?yōu)閮蓚€(gè)熱源焰變的代 數(shù)和。設(shè)低溫?zé)嵩捶艧徂x，其爛變可按可逆過(guò)程計(jì)算，即孤立系統(tǒng)爛變?yōu)楦邷責(zé)嵩次鼰徇[、其嬌變?yōu)橛?於、+ dS?dQ；根據(jù)爛增原理，該過(guò)程不能自發(fā)進(jìn)行。(n)12、下列說(shuō)法正確的在括號(hào)內(nèi)劃“ 不正確劃(

11、X)定質(zhì)量系統(tǒng)一定是閉口系統(tǒng)。(X)閉口系統(tǒng)不作膨脹功的過(guò)程必是等容過(guò)程(“)理想氣體任何過(guò)程的內(nèi)能變量總以 T 12 CvdT進(jìn)行計(jì)算。(V)dh= CpdT只適用于理想氣體、任何過(guò)程。(X)閉口系統(tǒng)發(fā)生放熱過(guò)程，系統(tǒng)的燔必減少。(X)知道了溫度和壓力兩個(gè)參數(shù)值，就可以確定水蒸氣的狀態(tài)。(X)一切可逆機(jī)的熱效率均相等。(X)燔增可用來(lái)度量過(guò)程的不可逆性，所以燔增加的過(guò)程必是不可逆過(guò)程，(V)某理想氣體經(jīng)歷了一個(gè)內(nèi)能不變的熱力過(guò)程，則該過(guò)程中工質(zhì)的*含變也為零。(X)容器中氣體的壓力沒(méi)有變化，則安裝在容器上的壓力表讀數(shù)也 不變。(X)水蒸氣的定溫過(guò)程中，能滿(mǎn)足q二W的尖系式。(V)在臨界點(diǎn)上，

12、飽和液體的焙一定等于干飽和蒸汽的怡。(X)只要存在不可逆性就有燔產(chǎn)，故工質(zhì)完成一個(gè)不可逆熱力循環(huán)，其燔變 必大于零。(V)理想氣體在T - s圖上，其定溫線(xiàn)就是定怡線(xiàn)。(X)絕熱過(guò)程必為定嫡過(guò)程。(X)公式q二AU + w僅適用于閉口熱力系統(tǒng)。(V )閉口絕熱系統(tǒng)的嫡不可能減少。(X)-切不可逆熱機(jī)的熱效率總比可逆熱機(jī)的小。(V)在一剛性容器中，理想氣體絕熱自由膨脹后，其溫度不變。(X)在簡(jiǎn)單朗肯循環(huán)的基礎(chǔ)上采用再熱的方法一定能提高循環(huán)熱效率。(X)制冷系數(shù)永遠(yuǎn)大于1，而制熱系數(shù)可以大于1也可以小于1。(X)供熱量一定，用電爐取暖與用熱泵式空調(diào)取暖耗電量一樣多。(X)從飽和液體狀態(tài)汽化成飽和蒸

13、汽狀態(tài)，因?yàn)槠^(guò)程溫度未變，所以*含的 變化量。(X)若容器中氣體的絕對(duì)壓力保持不變，壓力表上的讀數(shù)就不會(huì)改變。(X)濕飽和蒸汽的焙等于飽和水的焙加上干度乘以汽化過(guò)程中飽和水變成干 飽蒸汽所吸收的熱量。(X)理想氣體經(jīng)歷一可逆定溫過(guò)程，由于溫度不變，則工質(zhì)不可能與外界交13、在絕熱良好的房間內(nèi)，有一臺(tái)設(shè)備完好的冰箱在工作，在炎熱的夏天打 開(kāi)冰箱，人會(huì)感到?jīng)鏊?，?wèn)室內(nèi)溫度是否會(huì)越來(lái)越低？請(qǐng)用熱力學(xué)原理加以 解釋。答：一開(kāi)始，人會(huì)感到?jīng)鏊?，這是由于房間內(nèi)空氣中的內(nèi)能傳遞到冰箱內(nèi)， 而此時(shí)冰箱輸入功率轉(zhuǎn)化的熱小于空氣進(jìn)入冰箱的內(nèi)熱能， 故 空氣溫度降低，人感到?jīng)鏊?。隨著時(shí)間的進(jìn)行，冰箱輸入功率轉(zhuǎn)化

14、的熱越來(lái)越多地進(jìn)入房間空 氣中， 空氣的溫度逐步回升。這樣，房間內(nèi)的溫度不會(huì)越來(lái)越低14、選擇題(1)、一熱力學(xué)過(guò)程，其w= . Pdvs寸，則此過(guò)程是(A )B.任意過(guò)程.D.定壓過(guò)程.Cp-CV)X B )的B.不變化A.不可逆過(guò)程C.可逆過(guò)程.(2)、對(duì)于某理想氣體，當(dāng)溫度變化時(shí)(A 變化C 不能確定(3)、在兩彳、恒溫?zé)嵩撮g工作的熱機(jī)A、 機(jī)是水蒸汽，則熱效率nA和恥(A)A.相等C. n A n B(4)、在閉口絕熱系中進(jìn)行的一切過(guò)程A增大.C.不變A.熱泵取暖合理.C.二者效果一樣.、閉口系能量方程為(DA. Q+A U+W=OC. Q A U+W=OD.不能確定.，必定使系統(tǒng)的爛

15、(D )減少.B 不能確定D. ,冬天用熱泵取暖和用電爐取暖相比，從熱 定的條件下力學(xué)觀點(diǎn)看(A )B.電爐取暖合理D.不能確定.A.溫度與熱力學(xué)能C溫度與燔)B. Q+A UW=0D. Q A U、理想氣體的(C)B.溫度與焙D.熱力學(xué)能與垢是兩個(gè)相互獨(dú)立的狀態(tài)參數(shù)。(8)、已知一理想氣體可逆過(guò)程中，Wt=w,此過(guò)程的特性為(B )A.定壓C定容(9)力變化的尖系為A. dh= vdpC.dh= pdvB.定溫D.絕熱氣流熄的變化與壓、可逆絕熱穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程中B)B.dh=vdpD.dh=pdv(10)、水蒸汽動(dòng)力循環(huán)的下列設(shè)備中，作功損失最大的設(shè)備是(A)A.鍋爐B.汽輪機(jī)C.凝汽器D.水泵

16、外界(或)環(huán)境的定義是指(D )。A系統(tǒng)邊界之外的一切物體B與系統(tǒng)發(fā)生熱交換的熱源C與系統(tǒng)發(fā)生功交換的功源D系統(tǒng)邊界之外與系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)系的一切物體系統(tǒng)平衡時(shí)的廣延性參數(shù)(廣延量)的特點(diǎn)是(D )。A其值的大小與質(zhì)量多少無(wú)矢B不具有可加性C整個(gè)系統(tǒng)的廣延量與局部的廣延量一樣D與質(zhì)量多少有矢，具有可加性理想氣體多變指數(shù)nvO的多變膨脹過(guò)程，其過(guò)程特性具有_人_的結(jié)果A Q0, AU0, W0 B Q0, AU0C Q0, AUvO , W0 D Q0 , W0卡諾定理表明：所有工作于兩個(gè)不同恒溫?zé)嵩粗g的一切熱機(jī)的熱效率(B )。A 都相等，可以采用任何循環(huán)B不相等，以可逆熱機(jī)的熱效率為最高C 均相

17、等，僅僅取決于熱源和冷源的溫度D 不相等，與所采用的工質(zhì)有矢系。壓力為4 bar的氣體流入1 bar的環(huán)境中，為使其在噴管中充分膨脹，宜采用(D ) A漸縮噴管B漸擴(kuò)噴管C直管D縮放噴管一個(gè)橡皮氣球在太陽(yáng)下被照曬，氣球在吸熱過(guò)程中膨脹，氣球內(nèi)的壓力正比于氣球的容積。則氣球內(nèi)的氣體進(jìn)行的是(B )A定壓過(guò)程B多變過(guò)程C定溫過(guò)程D 定容過(guò)程T2V2=S = Cv In R In(17)燔變計(jì)算式門(mén)W只適用于(D)0A一切工質(zhì)的可逆過(guò)程B 切工質(zhì)的不可逆過(guò)程c理想氣體的可逆過(guò)程D理想氣體的一切過(guò)程(18)析一個(gè)有工質(zhì)流入與流出的研究對(duì)象，將熱力系統(tǒng)選為(D )。A閉口系統(tǒng)；B開(kāi)口系統(tǒng)；C孤立系統(tǒng)；D

18、 A , B, C都可以。(19)熱力系的儲(chǔ)存能包括(A )。A 內(nèi)部?jī)?chǔ)存能與外部?jī)?chǔ)存能C內(nèi)動(dòng)能與內(nèi)位能(20)(A)Q 0( B) Q V 0B熱力學(xué)能與動(dòng)能D熱力學(xué)能與宏觀勢(shì)能工質(zhì)嫡的增加，意味著工質(zhì)的(D)。(C ) Q = 0( D)不一定(21)貯有空氣的絕熱剛性密閉容器中，按裝有電加熱絲通電后，如取空氣為系統(tǒng)，則 過(guò)程中的能量尖系有(C)AQ0, AU0 , W0C Q0, AU0 , W=0BQ=0DQ=0,AU0 , W 0)中，流速(D )。A等于喉部臨界流速；B等于當(dāng)?shù)匾羲?；C小于當(dāng)?shù)匾羲?；D大于當(dāng)?shù)匾羲佟開(kāi)口的絕熱系統(tǒng)所組成；D A, B, C，均是孤立系統(tǒng)可以理解為(

19、C)。A閉口的絕熱系統(tǒng)所組成；C系統(tǒng)連同相互作用的外界所組成；)0B)提高平均放熱溫度，提高循環(huán)熱效率D)提高乏汽干度，降低循環(huán)不可逆性采用蒸汽再熱循環(huán)的目的在于(A)降低乏汽干度，提高汽輪機(jī)穩(wěn)定性；(C)提高乏汽干度，提高循環(huán)熱效率；(15、請(qǐng)解釋何謂孤立系統(tǒng)燔增原理, 途？該原理在熱力學(xué)分析中有什么用答：對(duì)于孤立系嫡方程dSjs。二dSsys二dSg而燔產(chǎn)dSg總是非負(fù)的即 dSg_0或dSiso_0，稱(chēng)為孤立系的嫡增原理。孤立系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行的一切實(shí)際過(guò)程都是朝著嫡增加的方向進(jìn)行，極限情況維持不變。任何使 孤立系統(tǒng)燔減小的過(guò)程都是不可能實(shí)現(xiàn)的。判斷過(guò)程進(jìn)行的方向與條 件.16、請(qǐng)分別回答熱力

20、學(xué)中所謂的第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)與第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)的物理意義 答：不消耗任何能量而源源不斷做功的機(jī)器為第一永動(dòng)機(jī) 源吸熱，使之全部轉(zhuǎn)化為功而不留下其他任何變化的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)為第二永動(dòng) 機(jī)。17、理想氣體燔變的計(jì)算式是由可逆過(guò)程導(dǎo)出的，它是否可用于計(jì)算不可 逆過(guò)程初、終態(tài)的嫡變？為什么？答：可以,只和初末狀態(tài)有矢系，嫡為狀態(tài)參數(shù).18、剛性絕熱容器中間用隔板分為兩部分，A中存有高壓氮?dú)?，B中保持真 空。若將隔板抽去，分析容器中空氣的熱力學(xué)能如何變化？答：抽取隔板， 以容器中的氮?dú)鉃闊崃ο担趧傂越^熱容器中，氮?dú)夂屯饨缂葻o(wú)物質(zhì)的交換 也無(wú)能量的交換，有熱力學(xué)第一定律知：q二uw, q=0, w=0,因此，隔板抽取

21、前后Au =0.19、氣體吸熱后溫度一定升高嗎?液體吸熱后溫度一定升高嗎？并給出理由。答：氣體吸熱后，溫度不一定升高 由 q= 3+w 若吸熱的同時(shí)對(duì)外界做功，而且此時(shí)，則熱力學(xué)能降低即u 1c當(dāng)門(mén)=E時(shí)葉c= 023、如何用熱力學(xué)知識(shí)描述水的飽和狀態(tài)？答：在一定的溫度下，容器內(nèi)的水蒸氣壓力總會(huì)自動(dòng)穩(wěn)定在一個(gè)數(shù)值上，此 時(shí)進(jìn)入水界面和脫離水界面的分子數(shù)相等，水蒸氣和液態(tài)水處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，即飽和狀態(tài)。飽和狀態(tài)下的液態(tài)水稱(chēng)為飽和水；飽和狀態(tài) 下的水蒸氣稱(chēng)為飽和水蒸氣；飽和蒸汽的壓力稱(chēng)為飽和壓力；與此相對(duì)應(yīng)的 溫度稱(chēng)為飽和溫度。24、卡諾循環(huán)是理想循環(huán)，為什么蒸汽動(dòng)力循環(huán)利用了水蒸汽在兩相區(qū)等壓

22、等溫的特點(diǎn)，而不采用卡諾循環(huán)?答：采用卡諾循環(huán)必須要求工質(zhì)實(shí)現(xiàn)定溫加熱和放熱，但是難以實(shí)現(xiàn)。而 水蒸氣兩相區(qū)卻可滿(mǎn)足定溫加熱和放熱。而此時(shí)也是定壓過(guò)程。所以實(shí)際 蒸汽循環(huán)不采用卡諾循環(huán)。計(jì)算分析題Ws，判1 某蒸汽壓縮制冷過(guò)程,制冷劑在25 0K吸收熱量QL,在3出熱量屮壓縮和膨脹過(guò)程是絕熱的，向制冷機(jī)輸入的功為斷下列問(wèn)題的性質(zhì)。(A可逆的B不可逆的C不可能的).QL =2000kJWs=400kJ250=5可逆 30（F250竺2=5眼400二可逆該制冷過(guò)程是可逆的(2). QL=1OOOkJ QH= - 1500kJ2505=Qk = Ql10002可逆 30S250Ws Qh -Ql 1

23、500-1000”可逆該制冷過(guò)程是不可逆的.Ws=100kJQH=- 700kJ廿2505ql qh-ws 7o0pq（C ）可逆=300250Ws Ws100(2)在鍋爐和冷凝器的壓力的飽和溫度之間運(yùn)行的卡諾循環(huán)的效率，以及離開(kāi)鍋爐的過(guò)熱蒸汽溫度和冷凝器飽和溫度之間運(yùn)行的卡諾循環(huán)的效 率。（3）若透平機(jī)是不可逆絕熱操作，其熄是可逆過(guò)程的80%。求此時(shí)的循環(huán)效率。解：（1）各狀態(tài)點(diǎn)的熱力學(xué)丿性質(zhì)，可由附錄水蒸汽表查得He =303.46KJ kgP361HiHe= J VdP =V（RR）=1.0245n0 =（1 ,A0.035A10 =1.5kJ kgh1 =33.46 SkJ “（由于液

24、體壓力增加其X含增加很少，可以近似H =He）H4 =2992.7 KJ kg,SA 6.8381 kJ kg, K,該循環(huán)透平機(jī)進(jìn)行絕熱可逆操作，增壓泵也進(jìn)行絕熱可逆操作時(shí)效率 最 高。s二$ =&如、由0035Mpa，查得 氣相，=7.7153V kg（查飽和蒸汽性質(zhì)表）_4儀木目，J = .9852kJ 切 K4（查飽和水性質(zhì)表內(nèi)插）氣相含量為XS3 =x Sg (1 -x)Si=x 7.7153(1 -x) 0.9852 =6.8381x =0.87Hs =x Hg (1x)H=0.87 2631.4 (1-0.87) 303.46 = 2328.77kJ kg,H4 - Hs 299

25、2.7 -2328.77450.247H4 -Hi 2992.7 -303.96冷凝器壓力0035Mpa，飽和溫度為72.69 C鍋爐壓力15Mpa ,飽和溫度為198.32 C?？ㄖZ循環(huán)運(yùn)行在此兩溫度之間，卡諾循環(huán)效卡低 J98.372 69 ,.267T 高-198.32 273若卡諾循環(huán)運(yùn)行在實(shí)際的二個(gè)溫度之間，其效率為十簽弩 375不可逆過(guò)程的茫差為0.80(H 2-H3)而吸收的熱仍為出已，因此嚴(yán)HM4Xo8O 0.247 7198 效率 H4-出3 某壓縮制冷裝置，用氨作為制冷劑，氨在蒸發(fā)器中的溫度為-25 C,冷卻器中的壓力為L(zhǎng)OMPa，假定氨進(jìn)入壓縮機(jī)時(shí)為飽和蒸汽，而離開(kāi)冷凝

26、器時(shí)為飽和液體，每小時(shí)制冷量Q。為1.67 x 105 kJ -h-1 o求：(1)所需的氨流率;(2)制冷系數(shù)。解：通過(guò)NH3的P-H圖可查到各狀態(tài)點(diǎn)怡值。按照題意，氨進(jìn)入壓縮機(jī)為飽和狀態(tài)1，離幵冷凝器為飽和狀態(tài)3。氨在蒸發(fā)器中的過(guò)程即4- 1 Hi=1430KJkg1H2=1710KJ kg1氨在冷凝器中的過(guò)程即2- 3,出二H4=320KJ kg1二164=150.5kgN 氨流率 q0 出日41430-3201110”280= 3.96制冷系數(shù)q。 tb-H4_ 1430 -320注：求解此-WsM HA HiH1710-1430類(lèi)題目：矢鍵在于首先確定各過(guò)程狀態(tài)點(diǎn)的位置，然后在P-H

27、圖或T S圖上查到相應(yīng)的熄(或溫度、壓力)值，進(jìn)行計(jì)算。4 某壓縮制冷裝置，用氨作為制冷劑，氨在蒸發(fā)器中的溫度為25 C,冷凝器內(nèi)的壓力為1180kPa，假定氨進(jìn)入壓氣機(jī)時(shí)為飽和蒸氣，而離開(kāi)冷凝器時(shí)是飽和液體，如果每小時(shí)的制冷量為167000KJ ,求所需的氨流 率；制冷系數(shù)。解：此氨制冷循環(huán)示于右圖所示T-S圖上。查的 T-S 圖，得 M=1648kJ/kg , H2=1958kJ/kg ,H3=H4=565kJ/kg則單位質(zhì)量制冷劑的制冷量為q0=Hi-H4=1648 -565=1083(kJ/kg)所需的氨流率為Q 167000G=q。 1083 =154.2 (kg/h )(2)制冷系

28、數(shù)為qo qo1083= H2Hi 19581648=3495、容器被分隔成AB兩室，如圖1-4所示，已知當(dāng)?shù)卮髿鈮篜b =0.1013MPa，氣壓表2讀為pe2 = 0.04MPa ,氣壓表1的讀數(shù)Pei =Pa = Pb + Pe2Pb = Pa - Pe2 = 0.39153MPa - 0.04MPa = 0.3553MPaPe3 = Pb- Pb = 0.3553MPa - 0.1013MPa = 0.254MPa6、如圖所示的氣缸，其內(nèi)充以空氣。氣缸截面積A=100cm2，活塞距底面高度H=10cm?；钊捌渖现匚锏目傊亓縂仁195kg。當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫?pO=771mmHg，環(huán)境溫度

29、t0=27 c 若當(dāng)氣缸內(nèi)氣體與外界處于熱力平衡 時(shí)，把活塞重物取去100kg，活塞將突然上升，最后重新達(dá)到熱力平衡。假定活塞和氣缸壁之間無(wú)摩擦，氣體可以通過(guò)氣缸壁和外界充分換熱,試求活塞上升的距離和空氣對(duì)外作的功及與環(huán) 境的換熱量。解：(1)確定空氣的初始狀態(tài)參數(shù)p. = D. + A_ = (771x133.32)Pa + x9.g07m/s2了 100 xl0,4m3=2.941 xIO5 Pajz =AxH = lOOx 10Hn? x 10 xl0-2m = IOAn?T = 273 + 27 = 300K(2)確定取去重物后，空氣的終止?fàn)顟B(tài)參數(shù)由于活塞無(wú)序擦又能充分與外界進(jìn)行熱交換

30、故當(dāng)熏新達(dá)到熱力平衡時(shí)氣缸 內(nèi)的壓力和溫度應(yīng)與外界的壓力和溫度相等。則有7； =7； =300K晟二刃十子二(771x133.32)Pa + jnn A-x9.807m/s衛(wèi)100 x10 m=1.96x10s Pa由理想氣體狀態(tài)方AP V=mRs TjW 可得rr rz 冋,3 294100 Pa*”73K = K 一 = 10 m x= 1.5 10 mp,196000 Pa活塞上升距離AH = (V2- VAA = (1.5x W3- 1.0 xIO 3 )7(100 x10A)=5 xl0-2m = 5 cm對(duì)外作功量fF= AAr = 1.96 X 10sPa x (1,5x10,3

31、-10-3)m3 = 98J(5)求與外界交換的熱量由熱力學(xué)第淀律；e=Ar+Jf由于T、二丁型故5二5，貝I；Q =礦二98J討論:(1 )過(guò)程是不可逆過(guò)程，計(jì)算式”二礦不能用 本題用外界參數(shù)計(jì)算功足一種特例。(2)系統(tǒng)對(duì)外作功98J,但用于提升奠物的僅是一部分， 另-部分是用于克服大氣壓力所作的功亠7、一容積為0.15m3的儲(chǔ)氣罐,內(nèi)裝氧氣，其初態(tài)壓力p1=0.55MPa ,溫度t1 =38 C。若對(duì)氧氣加熱，其溫度、壓力都升高。儲(chǔ)氣罐上裝有壓力控制閥，當(dāng)壓力超過(guò)0.7MPa時(shí)，閥門(mén)便自動(dòng)打開(kāi)，放走部分氧氣，即儲(chǔ)氣罐中維持的最大壓力為0.7MPa。問(wèn)當(dāng)罐中溫度為285 C,對(duì)罐內(nèi)氧氣共加入

32、了多少熱量？設(shè)氧氣的比熱容為定值，cv=0.657kJ/(kg-K)p二 0.917kJ/(kg K)解：這亠題日包括了西個(gè)過(guò)程，一是由冋=0古訂IP跖A=38V被定容加熱二是出pfURZP訓(xùn)被定壓加熱刮jp尸(L71VIPD, #尸2砧由于，當(dāng)pp：=0.7MPa時(shí)，閥門(mén)不會(huì)打開(kāi)，因而儲(chǔ)氣鑲中的氣體質(zhì)鍛不變，有儲(chǔ)氣 搆總?cè)莘e不變，則比休積為定值。而當(dāng)pAp2=0.7MPa后*閥門(mén)開(kāi)啟氣氣會(huì)隨著熱量的 加入不斷跑岀*以便維持罐中最大壓力07MPa不變，因而此過(guò)程乂是一個(gè)質(zhì)量不斷變化 的定尿過(guò)程*(1)1 -2為定容過(guò)程抿據(jù)定容過(guò)程狀態(tài)參數(shù)王間的變化規(guī)律，有該過(guò)程吸熱量為土O.55xlOcp4x

33、O.15ii?O.26xlO3J/(kg-K)x31 IK=56 84xlCAJ=56.S4kJ71 二廠會(huì)(273 + 38)xA 95.x0.657x 103J/fkg K)x(395 8K -31 IK)C2；2 3過(guò)程中質(zhì)雖隨時(shí)在變，因此先列出其微兀變化的吸熱雖整個(gè)過(guò)程的換熱量為上In E 917xlOM/(kg.K)xlnAXg 二 127.2xl0B127.2kJ對(duì)罐內(nèi)氣體:共加入總熱量O.7xlO6PaxO.15m3026x103J/(kgK)2 = Qv+ep=56.84 + 127,2 = 1 84,04k J討論二對(duì)于一個(gè)實(shí)際過(guò)程，尖錐要分析清楚所進(jìn)行的過(guò)程是什么過(guò)程，即確

34、定過(guò)程指數(shù)，一旦了解過(guò)程的性質(zhì)，就可根據(jù)給定的條件，依據(jù)狀態(tài)參數(shù)Z間的尖系，求得未 知的狀態(tài)參數(shù)，并進(jìn)一步求得過(guò)程中能量的傳遞與轉(zhuǎn)換量。當(dāng)題目中給出同一狀態(tài)下的占個(gè)狀態(tài)參數(shù)兒F時(shí)，實(shí)際上隱含給出了此狀態(tài)下工質(zhì)的質(zhì)屋，所以求能屋轉(zhuǎn)換最時(shí)，應(yīng)求總質(zhì)呆對(duì)應(yīng)的能最轉(zhuǎn)換杲，而不應(yīng)求單位 質(zhì)量的能量轉(zhuǎn)換量。題目的2-3)1程是一變質(zhì)量過(guò)程，對(duì)于這樣的過(guò)程，可先按質(zhì)最不變列出微元表達(dá)式，然后積分求得。息有一蒸汽動(dòng)力廠按依次再熱以及抽氣回?zé)崂硐胙h(huán)工作，如圖。新蒸汽參數(shù)為Pi=14MPa，t=550 C,再熱壓力pA=3.5MPa，再熱溫度tR=t=550 C ,回?zé)岢闅鈮毫B=0.5MPa，回?zé)崞鳛榛旌鲜?/p>

35、，背壓p2=0.004MPa。水泵功可忽略。試：(1 )定性畫(huà)出循環(huán)的T-s圖；(2)求抽氣系數(shù)aB；( 3)求循環(huán)輸出凈功Wnet 吸熱量5 ,放熱量；(4)求循環(huán)熱效率n。解：(1)循環(huán)T七圖如下圖所示;v2)查水蒸氣圖表得各點(diǎn)參數(shù)：1點(diǎn)，根據(jù)山、匕查得hi =3459.2 kJ/kgA點(diǎn)：由h嶼圖上卩幾定壓線(xiàn)與過(guò)1點(diǎn)的定燔線(xiàn)的交點(diǎn)得 hA=3072 kJ/kgR點(diǎn)：根據(jù)卩從培查得hR-3564.5 kJ/kg氏點(diǎn)、2點(diǎn)：由h”S圖上加P/各定壓線(xiàn)與過(guò)R點(diǎn)的定爛線(xiàn)的交點(diǎn)得hB=2976.5 kJ/kg. hs=2240 kJ/kg3(4)點(diǎn):A=A2=12141A/1 (05(6)點(diǎn)：A=

36、A=A(5=640.1 kJ/kg干皐柚與軍數(shù) 十是域飛系艱/7-/7-(640-121.41 陽(yáng)/艇、爲(wèi)二=0.182日撫_九(2976.5121.41)幻 7 艇3)循環(huán)凈功%嚴(yán)二依亦J十他一九)+(1 陽(yáng) X &) - =(3459.23072)V/Aq+(3564.52976.5)4/A+(1-0.182X2976,5 - 224O)V / 蜃二1刃7初艇循環(huán)吸熱量 4二(蟲(chóng)-he)AhR-hA)和二(3459 2-640丨勸鏡+(3564,53072)好/焰二3311.6朋/鋰丨循環(huán)放熱量I魚(yú)；(1二每X11H【匡)二(匚01八2)(2240匚12141跑7蜃 匚733M /艇 循環(huán)

37、化一一| F =47HQf3311.6t/A9、一個(gè)裝有2kg工質(zhì)的閉口系經(jīng)歷了如下過(guò)程：過(guò)程中系統(tǒng)散熱25kJ，外界對(duì)系統(tǒng)作功100kJ，比熱力學(xué)能減小15kJ/kg，并且整個(gè)系統(tǒng)被舉高1000m。試確定過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的變化。解：由于需考慮閉口系動(dòng)能及位能的變化，所以應(yīng)選用第一定律的一般表達(dá)式:1 7O AD* + + 嘩 Az + W于是17=(-25n) -(-100 N)-(2kg)x(-15kJ/kg)(2A)X(9.8J?2/iS2)(1000AX 10 3)二 85.4V結(jié)果說(shuō)明系統(tǒng)動(dòng)能增加了 85.4 kJ10、一活塞氣缸裝置中的氣體經(jīng)歷了 2個(gè)過(guò)程。從狀態(tài)1到狀態(tài)2,氣體吸熱

38、500kJ，活塞對(duì)外作功800kJ。從狀態(tài)2到狀態(tài)3是一個(gè)定壓的壓縮過(guò)程，壓力為p=400kPa,氣體向外散熱450kJ。并且已知Ui=2000KJ,U3=3500KJ，試算2 3過(guò)程氣體體積變化。解：【分析】過(guò)程23是一定定壓壓縮過(guò)程其功的計(jì)算可利用：二旳（耳一堆）（因此，若能求出W妙則由式門(mén)）即可求得AV,而WN可由閉口系能量方程求得口 對(duì)于過(guò)程1一乙所以 U2=Qn- % + 3 二 500V 00V + 2000 財(cái)二 1700V對(duì)于過(guò)程23.訊爲(wèi)二。打 一 (4 6)二(-450V) (35001700)A = -2250U最后由式1）得 A3 /A2 = 2250V/AOOkPa

39、=5.625m負(fù)號(hào)說(shuō)明在壓縮過(guò)程中休積減小。11、氣缸中封有空氣，初態(tài)為Pi二02MPa、Vi=04m，緩慢膨脹到V?二0.8m。（1）過(guò)程中pV維持不變；（2）過(guò)程中氣體先循 p幌二0405Vm3膨脹到Vm=06m ,再維持壓力不變膨脹到V2=0.8m3。試分別求兩過(guò)程中氣體作出的膨脹功。-5.54x 104 JA-AV = p. Vt In 么 0.2x1 爐 Pa x0.4m3 xV1 V0.4n/nil - /xlvJIJw陽(yáng)億片）罕用七）+ 0從.打）爐I- 1 =0.4x （0.6 04）+（0.62 -04 V） + 0. lx （0.8- 0.6）x 106 = L5x 10s

40、 J212、空氣在壓氣機(jī)中被壓縮。壓縮前空氣的參數(shù)為Pi = 0.2MPa，Vi = 0.845m /kg ;壓縮后的參數(shù)為P2=0.8MPa , V2=0.175m3/kg。設(shè)在壓縮過(guò)程中每千克空氣的熱力學(xué)能增加146.5kJ，同時(shí)向外放出熱量50kJ。壓氣機(jī)每分鐘產(chǎn)生壓縮空氣10kg。求：壓縮過(guò)程中對(duì)每千克空氣作的功；（2）每生產(chǎn)1kg壓縮空氣所需的功（技術(shù)功）；（3）帶動(dòng)此壓氣機(jī)所用電動(dòng) 機(jī)的功率。解閉口系能量方程解閉口系能量方程q 二 Ai/ + w,mz牛 g 二一5()kJ/kg, Au = 146.5kJ/kgiv 二 g.如=50kJ146.5U 二-I96.5U 險(xiǎn)即壓縮過(guò)程

41、中壓氣機(jī)對(duì)每公斤氣體作功196JkJ壓氣機(jī)是開(kāi)H熱力系生產(chǎn)1沖空氣需要的是技術(shù)功忙。ill開(kāi)II系能量守恒式g 二 AA 卜 Hj得 斗=qAh = q- Au- A(pv) = q Au-(p2V2 - p 片)= -50kJ/kg-146.5kJ/kg-(0.8 x IO3 kPa x 0.175m3 / kg - 0.1 x 103 kPa x 0.845m3 / kg)= 252kJ/kg即每生產(chǎn)1公斤壓縮空花所需技術(shù)功為252U壓氣機(jī)蒔分鐘生產(chǎn)壓縮空氣10kg,即l/6kg/s故帶動(dòng)壓氣機(jī)的電機(jī)功率為N = q 旳=iku/sx252kJ/ks = 42kW rQ 1TJ-f)13、

42、朗肯循環(huán)中，冷凝壓力為3kPa，水由水泵增壓至6MPa后送入鍋爐。鍋爐出口蒸汽溫度為600 C, h3二3658.4 kJ / kg，汽輪機(jī)排汽比*含為hu二2126 kJ / kg，凝結(jié)水比*含hi =101 kJ/kg。在忽略泵耗功的情況下，試求：(1 )求朗肯循環(huán)的熱效率。如果在上述朗肯循環(huán)的基礎(chǔ)上采用回?zé)?，在系統(tǒng)中使用開(kāi)式(混合式)給水加熱器，用于加熱給水的蒸汽比熄為h5 =2859 kj/kg，狀態(tài)點(diǎn)6的%含值為604kJ/kg，試求回?zé)嵫h(huán)的熱效率，并與無(wú)回?zé)釙r(shí)的熱效率進(jìn)行比較；在上述回?zé)嵫h(huán)的基礎(chǔ)上，還有哪些提高循環(huán)效率的措施？解：(1)鍋爐吸熱量為qB = h3 g = 3658.4 一101 = 3557.4 kJ/kg汽輪機(jī)輸出功為W 二 h3 414 =3658.4 -2126 =1532.4 kJ/kg循環(huán)熱效率為1532 4 口=0.431 或 43.1%qs 3557.4(2)開(kāi)式給水加熱器熱平衡方程為八h6=飛 .怡he - hla h5十循環(huán)凈功Wnet= h3 -h51-) h5 -h4 = 3658.4 -28591 -0.1822859 -2126