系统经历一个热力过程后若能沿原路经回复到原来的状态.pptVIP

* * 工程热力学 能源与动力工程学院 * */138 什么是可逆过程？使系统实现可逆过程的条件是什么？ 系统经历一个热力过程后若能沿原路经回复到原来的状态，并且与之发生过相互作用的外界也一一回复到原来的状态，不遗留下任何变化，则此过程称作可逆过程。 条件：准静（推动过程进行的势差无限小）加无耗散。 * */138 2如图所示，ab、ac为理想气体两个任意吸热过程，b、c两点在同一可逆绝热线上。试说明?sab与?sac中以哪个为大，为什么？若b、c是在同一条等温线上情况又如何？ c b a ? P 绝热线 答：bc过程为可逆绝热膨胀过程，有sb= sc，因此知?sab=?sac * */138 c b a ? P 绝热线 若bc为等温线，对理想气体因 ab、ac两过程的温度变化相同，它们熵变的差别仅来源于终压力；又据图示，Pb Pc Pa，它们的熵变为负值，这种情况下应有：??sab ???sac? * */138 3.热力学第一定律解析式有时分别写成下列两种形式： q=?u +w 试讨论上述两式的适用范围。 答：第一个公式为热力学第一定律的最普遍表达，原则上适用于不作宏观运动的一切系统的所有过程； * */138 第二个表达式只是对简单可压缩物质的可逆过程才正确，因此该公式仅适用于简单可压缩物质的可逆过程。 * */138 4.在几种压缩过程中（绝热、定温、多变），试分析哪一种过程消耗的功最小？ * */138 1. 试在所给参数坐标图上定性地画出理想气体过点1的下述过程(图中请标明四个基本过程线)：1）压缩、升温、吸热的过程2）膨胀、降温、吸热的过程。 * */138 2.进入膨胀机时空气的状态为1，在膨胀机中不可逆绝热膨胀作功至状态2（如图示）。若空气可视为理想气体，且在膨胀机进、出口处的动能差及重力位能差可忽略不计，试在所给的T-s图上示出1kg空气流过涡轮机时机器所输出的功，并写出作图的步骤和方法。 * */138 根据热力学第一定律，绝热过程的技术功应等于过程的焓降，即?h12，因此，作图方法为：①过1作P1定压线；②过2作T2定温线；定压过程12曲线与s轴之间所夹的面积即为过程的技术功，亦即题给情况下涡轮机输出的功。 * */138 1.一个活塞-气缸装置里有50℃，400kPa的空气0.02m3。向其中加热直到温度达到700℃。如果压力保持恒定，必须对空气加多少热？假定比热为定值。空气的cp=1.004kJ /( kg·K ), Rg＝0.287 kJ /( kg·K ) 答： * */138 2.空气经压气机被绝热压缩。压气机入口处空气温度为27℃、压力为0.1MPa，出口处压力为0.5MPa、温度为220℃。已知空气的气体常数为0.287 kJ/(kg·K)，定压比热为1.004 kJ/(kg.K) 。(1) 求生产1kg压缩空气的耗功；(2) 试判断此压缩过程是否可逆。 答：由稳态稳流能量方程式 q = (h2 – h1) + wt 得生产1kg压缩空气所耗的功 wc = – wt = (h2 – h1) – q = cp (t2 – t1) =193.87 kJ/kg * */138 1kg空气被压缩后的熵变 故为不可逆压缩过程 * */138 将一根m=0.6kg的金属棒投入mw=6kg的水中，初始时金属棒的温度Tm=800K，水的温度Tw =295K。比热容分别为Cm =0.42kJ/(kg.K)和Cw =4.187 kJ/(kg.K)，试求：终温和金属棒、水以及它们组成的孤立系的熵变。设容器绝热。 * */138 解： 由闭口系能量方程 本题取容器内水和金属棒为热力系，绝热，不作外功，故 则 * */138 由金属棒和水组成的孤立系的熵变为金属棒熵变和水熵变之和