工程熱力學(xué)總復(fù)習(xí)

工程熱力學(xué)總復(fù)習(xí)第一章基本概念工質(zhì)、熱源、熱力系統(tǒng)（閉口系統(tǒng)、開口系統(tǒng)、絕熱系統(tǒng)、孤立系統(tǒng)）、邊界（有形、無形、固定不動(dòng)、位移變形）。例題1開口系可以是絕熱系？邊界可以是移動(dòng)的？溫度（攝氏溫度、華氏溫度、熱力學(xué)溫度，三者換算）例題2華氏溫標(biāo)規(guī)定，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101325Pa）下純水的冰點(diǎn)是32°F，汽點(diǎn)是212°F（°F是華氏溫標(biāo)溫度單位的符號(hào)）。試推導(dǎo)華氏溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系。解：{}-32{}-0 OF =OC212-32 100-0以=9以+32OF5OC壓力（絕對(duì)壓力、表壓力、真空度、大氣壓力，相互關(guān)系），注意:表壓力和真空度不是狀態(tài)參數(shù)。例題2容器被一剛性壁分為兩部分，如圖所示。壓力表C讀值為\75kPa，D讀值為110kPa，如大氣壓力為97kPa。試求壓力表A讀值為多少？解：p=p+p=p+p=p+p+p1beCeD2eDeAbp=p-p=175-110=65kPa平衡狀態(tài)不受外界影響條件下，系統(tǒng)狀態(tài)始終保持不變。平衡狀態(tài)不受外界影響條件下，系統(tǒng)狀態(tài)始終保持不變。平衡、穩(wěn)定、均勻平衡必穩(wěn)定，穩(wěn)定不一定平衡，均勻必平衡，平衡不一定均勻。平衡狀態(tài)是宏觀狀況不隨時(shí)間變化的物系。狀態(tài)方程式參數(shù)坐標(biāo)圖準(zhǔn)平衡過程（準(zhǔn)靜態(tài)過程）可逆過程（假想，回復(fù)到初始狀態(tài)，系統(tǒng)和外界都回到各自的初態(tài)，沒有痕跡）過程量：功和熱強(qiáng)調(diào)是過程量，有過程才有可能有功和熱的傳遞，而且一定通過邊界。例題3杯熱水的熱量比一杯冷水的熱量多。表達(dá)式熱力循環(huán)第二章熱力學(xué)第一定律第一定律表述表達(dá)式例題4理想氣體從狀態(tài)1經(jīng)定壓過程到達(dá)狀態(tài)2,再經(jīng)定容過程到達(dá)狀態(tài)3；另一過程途徑為經(jīng)1-3直接到達(dá)狀態(tài)3,試證明％+%<氣證明：Q3=Awi3+W3Q2+Q23=（AU12+叫2）+（AU23+W3）=AU13+W2W2<W34+氣v氣難點(diǎn)是充放氣問題第三章理想氣體的性質(zhì)理想氣體概念狀態(tài)方程式比熱容、定容比熱容、定壓比熱容；兩者關(guān)系，梅耶公式（證明、適用范圍）試證明邁耶公式c廣c廣Rg。（5分）證明：h=u+pv=u+RTdhdu.= +RdTdtg?c—c=R熱力學(xué)能、焓、熵。溫度單值函數(shù)？第四章理性氣體熱力過程熱力過程一般研究方法定容、定壓、定溫、定熵過程、多變過程初、終狀態(tài)參數(shù)關(guān)系，過程方程，功量、熱量計(jì)算式，多變指數(shù)求法，多變比熱概念p-v圖，T-s圖熟練掌握。例題5工質(zhì)為空氣的氣體，經(jīng)歷既壓縮，又放熱，又升溫的過程，請(qǐng)將該多變過程表示在P-V圖及T-S圖上。將滿足下面要求的多變過程表示在P-V圖及T-S圖上（工質(zhì)為空氣）。升壓、升溫、放熱例題6據(jù)P-V圖，在T-S圖上畫出相應(yīng)過程；比較循環(huán)A（1-2-3-4-1）和循環(huán)B(1-2’-3-4-1)的熱效率大小并簡(jiǎn)述理由。門=門=1—^4Aq23門=1—華^Bq23例題8例題8如圖，試證明在T-s圖中V2>V1%3Vq2-3例題7如圖，試證明q123>q143，圖中1-2、4-3為定容過程，1-4、2-3為定壓過程。證明：q=△"+w =△"+wq=Au+w=Au+wW123>%q123>q143證明：As=cInL+RIn%1 1vAs=s—s=RlnT>01再如:如圖，試證明在P-v圖中S2>S1證明：作定壓線1-2

△s=cInP2△s=cInP2=cIn—???As>0s>s例題9據(jù)P-V圖，在T-S圖上畫出相應(yīng)過程；比較循環(huán)A(1-2-3-4-1)門=1-烏4Aq23門=門=1-烏4Aq23門=1-q^Bq23???q23<q23例題10在p-v圖和T-s圖上畫出單級(jí)活塞式壓氣機(jī)的定溫、定熵和多變壓縮過程(由相同的壓力P1壓縮到相同的壓力p2)，并比較它們的理論耗功值的大小。例題111kg空氣多變過程中吸取41.87kJ的熱量時(shí)，將使其容積增大10倍，壓力降低8倍，求：過程中空氣的內(nèi)能變化量，空氣對(duì)外所做的膨脹功及技術(shù)功。(10分)解：按題意q=41.87kJ/kgv=10v p=—pn 2 1 2 5 1空氣的內(nèi)能變化量：由理想氣體的狀態(tài)方程pV=RT pV=RT11 1 22 2得：t=10t多變指數(shù)n=叩p2)=四8=0.903ln(v2/v1)ln10多變過程中氣體吸取的熱量q=c(T-T)=cn^k(T-T)=1cn^kTnn2 1vn—1 2 1 4vn—11T=57.1K1氣體內(nèi)能的變化量AU12=mc(T-T)=8.16kJ/kg空氣對(duì)外所做的膨脹功及技術(shù)功：膨脹功由閉系能量方程"=q-Au=33.71kJ/kg或由公式"=上RT[1-(%)n—1]來計(jì)算12n—1 1p1技術(shù)功：*2=土RT[1-(七)丁]=n*2=30.49J/kg

例題122kg空氣分別經(jīng)過定溫膨脹和絕熱膨脹的可逆過程，如圖所示，從初態(tài)〃i=9.807bar,ti=300。c膨脹到終態(tài)容積為初態(tài)容積的5倍，試計(jì)算不同過程中空氣的終態(tài)參數(shù)，對(duì)外所做的功和交換的熱量以及過程中內(nèi)能、焓、熵的變化量。解：將空氣取作閉口系對(duì)可逆定溫過程1-2,由過程中的參數(shù)關(guān)系，得p=p―^=9.807x上=1.961bar2 1v2 5按理想氣體狀態(tài)方程，得―=區(qū)=0.1677m3/kg1p1v=5v=0.8385m3/kgT2="=573K ^2=300°c氣體對(duì)外作的膨脹功及交換的熱量為WT=Qt=P]V]ln匕=529.4kJ1過程中內(nèi)能、焓、熵的變化量為△U12=0 AH12=0￥2=馬=0.9239kJ/K1或as=mRln匕=0.9238kJ/K1對(duì)可逆絕熱過程1-2',由可逆絕熱過程參數(shù)間關(guān)系可得P'=P（匕）k其中v=v=0.8385m3/kg2 1― 2' 22故p=9.807(1)i.4=1.03barTOC\o"1-5"\h\z2' 5T=P2V2-=301K t=28C\o"CurrentDocument"2' R 2'氣體對(duì)外所做的功及交換的熱量為W=-^(pV-pV)=^—mR(T-T)=390.3kJsk—1 11 22k—1 1 2'Q=0s'過程中內(nèi)能、焓、熵的變化量為△U=mc(T—T)=-390.1kJ或AU=—W=—390.3kJ12' 2AH=mc(T—T)=-546.2kJ，AS=0第五章熱力學(xué)第二定律典型的不可逆過程(自由膨脹、溫差傳熱等)，自由膨脹熱二定律兩種說法卡諾循環(huán)，熱效率公式，最高熱效率？克勞修斯等式與不等式一一熱二定律判據(jù)，等于零或小于零熵增原理——熱二定律判據(jù)熵方程例題13欲設(shè)計(jì)一熱機(jī)，使之能從溫度為1000K的高溫?zé)嵩次鼰?000kJ，并向溫度為300K的冷源放熱780kJ，問此循環(huán)能否實(shí)現(xiàn)？是否可逆？例題14某熱機(jī)工作于熱源(孔=1100K)及環(huán)境(T0=300K)之間，其循環(huán)的四個(gè)熱力過程為：1-2過程為絕熱不可逆膨脹過程，且熵產(chǎn)

為0.2KJ/Kg-K；2-3過程為定溫放熱過程，且工質(zhì)與環(huán)境存在40OC的溫差；3-4過程為絕熱不可逆壓縮過程，且熵產(chǎn)為0.2KJKg?K；4-1過程為定溫吸熱過程，吸熱量為2000KJKg，且與熱源存在50OC的溫差，求此循環(huán)的熱效率。（10分）T=300+40=340KAs =夷23TLT=1000—50=950KAs=q=迎0=2.1KJKg?K41七95041Sg1241Sg12+"g34q—2340-2.1=0.2+0.2可=850KJKg門=1—料=1—-850=0.575t q1 2000第六章實(shí)際氣體的性質(zhì)第七章水蒸氣汽化與液化，飽和溫度、飽和壓力，一點(diǎn)兩線三區(qū)五態(tài)水蒸氣基本熱力過程，p-v圖，T-s圖，h-s圖表示第八章氣體與蒸汽的流動(dòng)絕熱節(jié)流第九章壓氣機(jī)的熱力過程

單級(jí)活塞式壓氣機(jī)理論耗功量余隙容積，影響多級(jí)壓縮中間冷卻第十章蒸汽動(dòng)力循環(huán)裝置朗肯循環(huán)，系統(tǒng)組成，過程特點(diǎn)，焓熵圖第十一章制冷循環(huán)壓縮蒸氣制冷循環(huán)，循環(huán)組成，過程特征，T-s圖，壓-焓圖，制冷系例題15畫出壓縮蒸氣制冷循環(huán)的T-s圖，并說明壓縮蒸氣制冷裝置中“四大件”的名稱及其各自工作在T-s圖中對(duì)應(yīng)的過程。四大件：壓縮機(jī)1-2冷凝器2-3-4節(jié)流閥4-5蒸發(fā)器5-1第十二章濕空氣請(qǐng)示意地畫出焓濕圖中狀態(tài)點(diǎn)A的干球溫度t、濕球溫度t和露點(diǎn)溫度o，并比較其大小。

例題16設(shè)大氣壓力p=0.1MPa，溫度t=28。。，相對(duì)濕度中=0.72，試用飽和空氣狀態(tài)參數(shù)表確定空氣的pv、td、d、h。附表：飽和水和干飽和蒸汽表（節(jié)錄）t/。。51525p/kPa0.87251.70533.1687解：由t=28。。從附表查得：Ps=3.778kPa 、Pv=9Ps=0.72x3.778kPa=2.720kPa2.72kPa再根據(jù)pv在同一表上查出t^=22.47。。，td=ts（Pv）=22.47。。2.72kPad=0.622 —=0.622 " =0.0174kgikgDAp-p 100kPa-2.72kPa^h}gkda=1.005{}。。+（/}g：gda（2501+1.86^}。。）h=1.005x28+0.0174x\1501+1.86x28〕=72.56kJk