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