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工程热力学课后思考题案92
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工程热力学课后思考题案92
官方公共微信热力学基础中,为什么热力学能的变化量等于热量Q加体积功W（恒压）啊?关键是这个公式中正负号的理解.Qp=ΔU-(-pΔV）,比如说系统的膨胀过程吧,ΔV应该是正值吧,那么-pΔV就是负值,不是应该热力学能的变化量等于放出的热量加上系统因对外做体积功而损失的能量吗?
热力学能的变化量等于热量Q加体积功W其中定义：能量增加为正 、吸热为正、 外界对气体做工为正.具体到吸热膨胀,气体对外做功,w=-pΔV为负值,热力学能的变化量等于“吸收”的热量“减去”系统因对外做体积功而损失的能量,即：ΔU=Q+w=Q-pΔV
我懂了，谢谢，还有吸热膨胀后热力学能是增加还是减少可以判断吗？
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、吸热为正、
外界对气体做工为正。 具体到吸热膨胀，气体对外做功，w=-pΔV为负值，热力学能的变化量等于“吸收”的热量“减去”系统因对外做体积功而损失的能量，即：ΔU=Q+w=Q-pΔV我懂了，谢谢，还有吸热膨胀后热力学能是增加还是减少可以判断吗？...
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电解电容正负极怎么区分及判断技巧
电解电容正负极怎么区分及判断技巧
& & & &电解电容外面有一条很粗的白线，白线里面有一行负号，那边的一级就是负极。另一边就是正极。用表测时，按容量选档位。4700pf左右用10k档容量再小用表就很难测了。方法是两表笔分别接触两电极，每次测时先把电容器放电。电阻大的那次黑笔接的那一极是正极。 　　电容正负极：电容上面有标志的黑块为负极。在PCB上电容位置上有两个半圆，涂颜色的半圆对应的引脚为负极。也有用引脚长短来区别正负极长脚为正，短脚为负。 　　当我们不知道电容的正负极时，可以用万用表来测量。电容两极之间的介质并不是绝对的绝缘体，它的电阻也不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000兆欧以上。电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻或漏电电阻。只有电解电容的正极接电源正(电阻挡时的黑表笔)，负端接电源负(电阻挡时的红表笔)时，电解电容的漏电流才小(漏电阻大)。反之，则电解电容的漏电流增加(漏电阻减小)。这样，我们先假定某极为'+'极，万用表选用R*100或R*1K挡，然后将假定的'+'极与万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的红表笔相接，记下表针停止的刻度(表针靠左阻值大)，对于数字万用表来说可以直接读出读数。然后将电容放电(两根引线碰一下)，然后两只表笔对调，重新进行测量。两次测量中，表针最后停留的位置靠左(或阻值大)的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极。
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&#165&299元导读：的热力学措施有哪些？其热力学依据是什么？，并确定过程1-2和1-3中功和热量的正负号及初终态热力学能的大小，=20℃,求过程中热力学能,焓及熵的变化量，工程热力学试卷（02），⑶分析提高循环热效率的热力学措施，工程热力学试卷（03），工程热力学(04)，一、问答题（每题5分，共25分）4.空气在气缸内经历不可逆过程,内能减少12kJ,对外作功10kJ,试分析空气的熵变有哪几种可能性？为什么？5
一、问答题（每题5分，共25分）
空气在气缸内经历不可逆过程,内能减少12kJ,对外作功10kJ,试分析空气的熵变有哪几种可能性？为什么？
提高活塞式内燃机循环热效率
的热力学措施有哪些？其热力学依据是什么？
在p-v图及T-s图上画出空气的n=1.2的膨胀过程1-2和n=1.6的压缩过程1-3，并确定过程1-2和1-3中功和热量的正负号及初终态热力学能的大小。
若分别以某种服从p(v-b)=RgT的气体（其中b为物性常数）和理想气体为工质在两个恒温热源和之间进行卡诺循环，试比较哪个循环的热效率大一些，为什么？
下面的说法是否正确，为什么？
“若从某一初态经不可逆与可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的ΔS'必大于可逆途径ΔS”
二、计算题（共75分）
人体热量的消耗率通常为356kJ/h,在作激烈运动时则达628kJ/h。在热天皮肤经由汗的蒸发来散热,若汗的蒸发在定压且与皮肤相同温度(27℃)下进行,问运动时多余热量需每小时蒸发多少汗才能排出？（10分）
已知：t=26℃： h'=108.95 kJ/kg、h&=2548.6 kJ/kg ；
t=28℃：h'=117.31 kJ/kg、h&=2552.3 kJ/kg
容积V=0.5m3
的空气初压=0.3MPa,
初温=150℃,
经膨胀过程到终态
=20℃,求过程中热力学能,焓及熵的变化量。空气作为理想气体,其比热容
可取定值, 气体常数
=287J/(kg·K)；
=1005 J/(kg·K)
。（10分）
刚性容器内有2kg,35℃,2MPa的氮气,向容器内注入适量的氧气,使容器内压力达3MPa,若过程中温度维持不变,求加入氧气的质量。氧气比热容取定值, 气体常数
=260J/(kg·K)、
=917J/(kg·K)；氮气比热容取定值, 气体常数
=297J/(kg·K) ；
=1038J/(kg·K)
利用热水取暖，进入取暖器的热水温度为90℃，流出时温度为50℃，若室内温度维持25℃，为维持室内温度恒定需供热36000kJ/h,求（1）热水流量(kg/s)；（2）以水为系统，求过程的熵流、熵产及作功能力损失；（3）若采用电加热器，加热器的功率多少？作功能力损失多少？已知，水的焓值近似为
；环境大气温度为0℃。假定空气作理想气体，比热容取定值，气体常数
=287J/(kg·K)、
=1005J/(kg·K)。（15分）
活塞压缩机每分钟转速360转，从环境吸进21℃的空气14
将之压缩到0.52 MPa输出。设压缩过程为可逆多变过程，多变指数为1.3,压缩机容积效率ηV=0.95。求:(1) 所需输入压缩机的功率；(2) 余隙容积比及活塞排量。空气作理想气体,比热容取定值；空气气体常数
=287J/(kg·K)、
=1005J/(kg·K)、环境大气压pb=0.1013
MPa。（15分）
输送管送来的空气，进入出口面积
的喷管。进口处空气压力
，温度=80℃，进口流速可忽略；喷管出口截面外背压 pb=0.6MPa，设空气比热容取定值，
=1.004J/(kg·K)，=1.4。（1）设计喷管（形状、截面积）；（2）计算
喷管出口截面上空气的速度及流量。（15分）
工程热力学试卷（02）
1. 容积为0.2m3钢瓶内盛有氧气，初始状态时pe1=9.9MPa，=17℃。由于气焊用去部分氧气，压力降至9.0MPa。假定氧气与外界无热量交换，试计算用去多少氧气？瓶内剩余氧气的温度为多少度？若瓶内氧气从周围环境吸热，其温度又恢复17℃，问此时瓶内的压力
为多少？pb=0.1MPa；氧气比热容取定值，
=260J/（kg·K）、
⑵求循环热效率和净功量；
⑶分析提高循环热效率的热力学措施。
⑷若上述条件不变，但吸热和放热过程均不可逆，过程熵产分别为0.15 kJ/(kg·K)和0.1kJ/(kg·K)，求工质循环的熵变。(20分)
6. 某蒸汽循环按基本朗肯循环运行,自过热器来的新蒸汽p1=17MPa,t1=550℃,进入汽轮机可逆膨胀作功,然后排入维持在5kPa的冷凝器。若忽略水泵功,求:(1)1kg工质在锅炉及过热器中的吸热量；(2)蒸汽在汽轮机内作的功；(3)循环效率。 （15分）
已知：p=17MPa，t=550℃: h=3426.8kJ/kg；v=0.0199213m/kg；s=6.4416kJ/(kg·K)
p=5kPa：ts=32.9℃；h'=137.72kJ/kg；h&=2560.55kJ/kg；s'=0.4761kJ/(kg·K)；
=917J/（kg·K）。 (10分)
2. 湿空气干球温度40℃，含湿量d=40g/kg干空气，若环境压力为pb=0.1MPa，求：(1)水蒸气的分压力
；(2)相对湿度?；(3)露点温度
；(4)湿空气的焓h。(10分)
已知压力为0.1MPa时饱和湿空气表如下：
s&=8.3930kJ/(kg·K)
干球温度 t ℃ 35 36 37 38 39 40 45 50 55
饱和分压力 ps kPa 5.622 5.940 6.274 6.624 6.991 7.375 9.582 12.335 15.741
饱和含湿量 d g/kg干空气 37.05 39.28 41.64 44.12 46.75 49.52 65.92 87.52 116.19
用活塞式压气机将
=1kg/s，5MPa、7℃的氧气加压到1.25MPa，（1）若采用一
3. 直立放置的气缸活塞系统，活塞及其上重物总质量为10kg，活塞面积A为20cm，初态时气缸内空气温度t=20℃,容积V=140cm，突然取走6kg重物，系统急速膨胀。试求：(1)重新达到平衡状态时气缸内空气的温度；(2)过程作功能力损失。假定系统与外界无热量交换，活塞与气缸之间无摩擦。已知大气压力为0.1MPa；空气作理想气体，比热容取定值，
=287J/(kg·K)；
=1005J/(kg·K)
=20℃。(15分)
级压缩，压气机的余容比σ=0.004，压缩过程的多变指数n=1.25，求压气机的容积效率ηV和消耗功率P（kW）；(2)若采用二级压缩，中间冷却，每级缸的余容比相等，即σL=σH=0.004，多变指数也相等，nL=nH=1.25，再求压气机的容积效率ηV和消耗功率P(kW)。已知氧气可作理想气体，比热取定值，
=260J/(kg·K)。(15分)
4. 10kg水起初与300K的大气处于热平衡状态，用热泵在水与大气之间工作使水定压冷却到285K，求所需最小功是多少？水定压比热容取4.187kJ/(kg·K)。 (15分)
活塞式内燃机的定容加热循环其初始状态为p=0.1MPa，t=37℃，压缩比ε=12，循环中对工质加入热量为700kJ/kg。工质可视为空气，比热容取定值，气体常数
=287J/(kg·K)；
=1004J/(kg·K)。
⑴计算循环最高压力及最高温度；
工程热力学试卷（03）
1. 容器被分隔成A、B两室，如附图所示。已知当地大气压力
压表2读数为
，气压表1读数为
。求气压表3的读
数。（10分）
2. 用一台水泵将井水从6m深的井里泵到比地面高30m的水塔中，水流量为25m3/h。水泵消耗功率为12kW。冬天井水的温度为3.5℃。为防止结冰，要求进入水塔的水温不低于4℃。整个系统及管道均包有一定厚度的保温材料，问是否有必要在管道中设置加热器？如有必要的话，需加入多少热量？设管道中水进出口的动能差可忽略不计；水的比热取定值cp=4.187 kJ/(kg·K),水的焓差；水的密度取1000kg/m3
3. 在p-v图及T-s图上画出下列过程： (1)
。（15分）
4. 100kg温度为0℃的冰，在大气环境中融化为0℃的水，已知冰的溶解热为335kJ/kg，
设环境温度T0=293K，求冰化为水的熵变，过程中的熵流和熵产及作功能力损失。（15分）
5. 进入出口截面积A2
2=10cm的渐缩喷管的空气初参数为
=2×106Pa，=27℃，初
速度很小，可以忽略不计。求空气经喷管射出时的速度、流量以及出口截面处空气的状态参数
、。设喷管背压力为1MPa。空气取定压比热容，=1.005kJ/(kg·K)，κ=1.4。
6. 某活塞式内燃机定容加热理想循环，压缩比=10
，气体在压缩冲程的起点状态是
=35℃。加热过程中气体吸热650kJ/kg。假定比热容为定值,
=1.005kJ/(kg·K)，κ=1.4，求：（1）循环中各点的温度、压力和比体积；（2）循环热效
率；(3)若膨胀过程持续到5，画出循环T-s图，并分析循环热效率提高还是下降。（20分）
7. 空气在轴流压缩机中被绝热压缩，压力比为4.2，初终态温度分别为27℃和200℃。若空气作理想气体，比热容取定值，气体常数
=287J/(kg·K)；
=1005J/(kg·K) 。
试计算压气机的绝热效率及压缩过程的熵变和作功能力损失(=20℃)。(15分)
工程热力学(04)
一 填充题（填入数据、文字或符号）（每题4分,共20分）
1）已知某种理想气体在30℃时cp=1.005kJ/(kg·K) ，cV=0.718 kJ/(kg·K) 。该气体在100℃时的气体常数RgK)。
2）某种蒸汽经历不可逆吸热过程后，其熵变ΔS____0；过程的熵流Sf____0；过程的熵产Sg____0。
3）某工质在过程中内能增加15kJ，对外界作功15kJ，则此过程中工质与外界交换热量Q=____kJ。
4）有一不可逆热机在高温热源TH=1000K和低温热源TL=300K之间工作。若循环中此不可逆热机在绝热压缩过程中熵变0.1kJ/K; 绝热膨胀过程中熵变0.8 kJ/K; 高温热源熵变-1.5kJ/K; 低温热源熵变2.5kJ/K, 取高温热源、低温热源和热机为系统，则完成循环后此系统的熵变ΔS系=______。
5）若密闭容器中液态水的温度t=100℃，则容器中压力p____1atm。
二 简答题（每题7分,共21分）
1）活塞式内燃机定压加热理想循环热效率ηt随压缩比下降，增大还是减小？为什么？
2）压缩空气制冷循环的制冷系数和制冷量与循环的压比有什么关系？
3）湿空气的吸湿能力是否必定随空气温度升高而升高？为什么？
三 计算和作图题
1）某气体工质经历可逆等温吸热过程1-2，可逆多变膨胀过程2-3(κ&n&1),可逆等温放热过程3-4，等熵压缩过程4-1画出该循环的p-v图和T-s图。（14分）
2）汽油机定容加热理想循环进气参数为=20℃,
环压缩比=10,定容增压比=1.6,假设工质是空气，Rg=287 J/(kg·K)，比热可取定值，
cp=1.005kJ/(kg·K), (1)画出循环p-v 图及T-s图；(2)求循环的最高温度和最高压力；(3)计算循环的吸热量、循环净功及循环的热效率。（15分）
3）进入渐缩喷管的空气的参数为=0.5MPa，=327℃，cf1=150m/s。若喷管的背
压pb=270kPa, 出口截面积=3.0cm2
，求空气在管内作定熵流动时，喷管出口截面
上气流的温度
；流速cf2及喷管的质量流量
。已知空气可作理想气体，比热取定
值，Rg=287 J/(kg·K)，cp=1.005kJ/(kg·K)。（15分）
4）用质量流量为
=360kg/h，tq1=500℃，pq1=0.1MPa的废气资源定压加热ts1=27℃，
ps1= 0.1 MPa，流量qms=720kg/h的未饱和水，若废气的终温为37℃，过程中废气压降可忽略不计,求:（1）水的终态温度ts2；（2）以废气为系统，过程的熵流和熵产；（3）过程作功能力损失（环境温度为27℃）。已知水的比热 cw=4.187 kJ/(kg·K); 废气可作理想气体处理，比热容取定值，Rg=287 J/(kg·K)，cp=1.01kJ/(kg·K)。（15分）
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