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工程热力学复习(xg)要点.ppt
不可逆等温压缩 由于初终态与可逆等温压缩相同 A4412553 1 kg p = 0.1 MPa,t1= 20℃的水定压加热到90 ℃,若热源R温度Tr恒为500 K,环境温度T0=293 K,求: (1)水的熵变; (2)分别以水和热源R为系统求此加热过程的熵流和熵产。 解: A442265 已知水 (1)定压加热 (2)取水为系统— 闭口系 A442265 取热源R为系统— 闭口系 A442265 讨论: ★ 传热过程的熵产可任取吸、放热物体为系统计算。 ★ 在(1)中 即热源熵减少,流向水,但 所以在传热过程熵产生出来,补偿差值——熵产。 A442265 * 第二版用Φ(见附表8),第三版用S0。 A4001441 煤气表上读得煤气消耗量是68.37 m3,使用期间煤气 表的平均表压力是44 mmH2O,平均温度为17 ℃,大气平均压力为751.4 mmHg,求: 1)消耗多少标准m3的煤气; 2)其他条件不变,煤气压力降低到30 mmH2O,同 样读数相当于多少标准m3 煤气; 3)其它同1)但平均温度为30 ℃,又如何? 1)由于压力较低,故煤气可作理想气体 解: A411133 2) 3) 强调: 气体p,T 改变,容积改变,故以V 作物量单位, 必与条件相连。 任何气体,只要压力很低,都可以作为理想气体。有时尽管 并不知道气体常数,但气体常数只与气体种类有关而与气体的状 态无关,所以常常可以利用在标准状态和使用状态的状态方程式 消去未知的气体常数。 A411133 1 kg 空气从0.1 MPa,100 ℃变化到0.5 MPa,1000 ℃ ;2) 空气且压力不太高,作理想气体处理 a)取定值比热容 A411197 求:1) 解: b)取平均比热直线 附表6 A411197 c) 取平均比热表 附表5 A411197 d)气体热力性质表 附表7 A411197 定比热: Δu = 646.2 kJkg; Δh = 904.5 kJ/kg 平均比热直线 : Δu = 729.9 kJkg; Δh = 988.1 kJ/kg 平均比热表: Δu = 732.1 kJ/kg; Δh = 990.4kJkg 气体热力性质表 : Δu = 731.6 kJ/kg;Δh =989.9 kJ/kg 2)上述计算与压力变化无关? 讨论: 1)定比热误差较大。 汇总: 本例中虽然给出了初态和终态的压力,但在解题过程没有 涉及压力,因为理想气体的焓和热力学能只与温度有关,不论 什么过程,只要初、终态温度相等,它们的焓变及热力学能变 分别相等。但是对于实际气体而言,只有定容过程的 才等于 定容过程的热量,只有定压过程的 才等于定压过程的热量, 其它过程的 不等于 ,其它过程的 也不等 。 A411197 某种理想气体作自由膨胀, 求:Δs12。 方法一 容器刚性绝热,气体作自由膨胀 即T1=T2 0 A9101331 理想气体 解: 又因为是闭口系,m 不变,而V2 = 2V1 0 上述两种结论哪一个对?为什么? 为什么熵会增加? 既然 ? 方法二 A9101331 1) 必须可逆 2)熵是状态参数,故用可逆方法推出的公式也 可用于不可逆过程。 3)不可逆绝热过程的熵变大于零。 结论: 本例中取全部气体为系统,过程中边界是移动的,没有能 量越过边界,所以没有功和热量的传输;虽然过程不可逆,但 初、终态均为平衡状态,所以其熵变可由理想气体熵变计算式 计算;虽然自由膨胀过程中无热量交换,但按熵的定义中规定 可逆微元过程的热量与换热时系统的温度之比才是系统在该过 程中的熵变。本例是不可逆过程,不可逆过程的热量与换热时 系统的温度之比仅仅是热温比,并不是熵变。不可逆绝热过程 的熵变必定大于零,在第五章有较为详细的讨论。 A9101331 1 kg 空气从初态 p1 = 0.1 MPa,t1 = 100 ℃,经历某种变化后到终态 p2 = 0.5 MPa,t2 = 1 000 ℃, 取 1)定比热容 ;2)变比热容, 求:熵变 解: 1) A4111551 2) 查表 A4111551 0.5 kmol某种单原子理想气体 ,由25 ℃,2m3 可逆绝热膨 胀到1 atm,然后在此状态的温度下定温可逆压缩回到2 m3。1)画出各过程的p-v图及T-s图;2)计算整个过程的Q,W,ΔU, Δ H 及ΔS。 2)先求各状态参数 解: A401155 1) A401155 理
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