工程热力学思考题答案,第四章

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第四章气体和蒸汽的基本热力过程

试以理想气体的定温过程为例,归纳气体的热力过程要解决的问题及使用方法解 决。 答:主要解决的问题及方法:

1 据过程特点(及状态方程) --------- 确定过程方程 2 据过程方程——确定始、终状态参数之间的关系 3 热力学的一些基本定律 ------- 计算q,w,wt, u, h, s

4 析能量转换关系(PV图及T-S图)(根据需要可以定性也可以定量) 例:1过程方程式:T =常数(特征)PV =常数(方程) 2始、终状态参数之间的关系: =



P2

%





3计算各量:u=0 h =0

s= RIn = RIn*

Pl

pdv pv



V1

V

pvIn

V1

w RTIn

VI



v2

q wt

v2

w RTIn M

VI

4 P V图,T S图上工质状态参数的变化规律及能量转换情况



0

0 0

A/J = 0

II系:12过程

闭口系:12过程==

W 0=q =


答:不是都适用 对丁理想气体的任何一种过程,下列两组公式是否都适用 第一组公式适用丁任何一种过程。第二组公式q u cv(t2

u Cv(t2 ti ), h Cp(t2 ti);q

ti)

适丁定容过程,



u Cv(t2 ti), q h Cpf ti)

q h Cp(t2 ti)适用丁定压过程。

在定容过程和定压过程中,气体的热量可根据过程中气体的比热容乘以温差来计 算。定温过程气体的温度不变,在定温过程中是否需对气体加入热量如果加入的 话应如何计算 答:定温过程对气体应加入的热量

dv pdv pv v wt

RTIn 2

vi

v

v2

pvIn RTIn

v2

wt

vi

V2

过程热量 w RTIn

vi



过程途径就已经确定了所以说理想气体可逆过程q

v-i

数值也确定了,是否q 答:对丁一个定温过程,

与途径无关

q和过程功w都是过程量,都和过程的途径有关。由理想气体可逆

定温过程热量公式q piviIn v2可知,故只要状态参数pviv2确定了,

q

vi



与途径有关的o

否成立 答:成立。



这可以由热力学第一定律知,由丁是定容过

在闭口热力系的定容过程中,外界对系统施以搅拌功

w pdv

dv pv

v pvIn RTIn为零。故 Q mcvdT ,它与外界是否对系统做 vi

vi

w ,问这Q mcvdT





绝热过程的过程功

w和技术功wt的计算式:

w =ui u2, wt = hi h2

是否只限丁理想气体是否只限丁可逆绝热过程为什么


答:不只限丁理想气体和可逆的绝热过程。因为 q u wq h wt是通用




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