发布时间 : 星期日 文章工程热力学（第五版）第4章试题更新完毕开始阅读869c601270fe910ef12d2af90242a8956aecaad4
工程热力学例题与习题 （4）气体熵的变化。
19．1.134kg理想气体,cp=2.232kJ/(kg·K)，cv=1.713kJ/(kg·K)，
p1=586kPa，t1=26.7℃。经可逆定温过程到状态2，过程中放出热量317kJ。求：
（1）过程初、终态的容积V1、V2和过程终了的压力p2； （2）过程中所作的功量W； （3）过程中ΔS和ΔH。
20．气缸内盛1kg氢气，初态p1=10MPa，v1=0.16m3/kg，进行一不可逆过程。当过程到达终态时，p2=1.5MPa，v2=1.0m3/kg。过程中加热400kJ/kg。
（1）求此不可逆过程所作的功；
（2）若自终态先经可逆定压过程，再经可逆定容过程回到初态，问所需量功多少？
（3）若自终态先经可逆定容过程，再经可逆定压过程回到初态，问所需功量多少？与（2）的结果是否相等？
21．贮氧气的钢性容积为0.04m，环境温度20℃，筒内氧气p1=15MPa，
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t1=20℃。由于迅速开启阀门，筒内氧气定熵地达到p2=7.5MPa，随后阀门又立即关闭，筒内氧气又重新恢复到20℃，问时氧气的压力为多少？并求阀门开启前筒内氧气的质量和阀门开启后还残留在筒内的氧气质量？如果氧气在初态时，阀门慢慢打开，因而气筒里温度始终保持20℃，压力则降为3.5Mpa，问此时残留在筒内的氧气质量又为多少？
22．空气稳定流经控制容积，进行定熵过程。温度从4.44℃增至115.6℃，质量流量为1.36kg/s，动能和位能变化可略去不计。求：
（1）流动过程中与外界交换的功量、热量和ΔU、ΔH和ΔS； （2）空气所作的膨胀功量。
23．柴油机气缸吸入温度t1=60℃的空气2.5×10-3m3，经可逆绝热压缩，空气的温度等于（或约等于）燃料的着火温度。若燃料的着火点为720℃，问空气应被压缩到多大的容积？
24．空气的初态为p1=150kPa，t1=27℃，今压缩2kg空气，使其容积
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工程热力学例题与习题 1为原来的。若压缩一次系在可逆定温下进行，另一次在可逆绝热下进行，
4求这两种情况下的终态参数、过程热量、功量以及内能的变化，并画出p-v图，以比较两种压缩过程功量的大小。
25．若已知空气的p1=10MPa、t1=1000℃，从初态开始，一次作可逆定温膨胀，一次作可逆绝热膨胀的终态比容相同，而在绝热膨胀终态温度
t2=0℃。试确定空气的定温膨胀功是绝热膨胀功的多少倍？
26．贮气箱的V=0.5m，贮CO2，压力p1=600kPa，t1=527℃，定容下从气体抽出400kJ热量，问压力变为多少？假定比热c=f(t)，且为直线关系。
27．1kg空气，初态p1=1MPa，t1=500℃，在气缸中可逆定容放热
p2=500kPa，然后经可逆绝热压缩到t3=500℃，再经可逆定温过程的回到
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初态。求各过程的功量和热量，内能变化，焓的变化和熵的变化各为若干？
4．4 自测题
一、是非题
1．气体从绝热容器中做自由膨胀，则气体的温度与压力变化的关系式为
T2?P2????T1?P1??k?1?k ( )
2．多变过程曲线上取任意两点的参数，所求得的多变指数n的值都相同( )
3．多变过程中，轴功与膨胀功之间存在下列关系Ws=nW( ) 4．容积效率的大小只与余隙容积有关。( ) 5．多变指数n为负值的过程只能是放热过程。( ) 6．在T-s图上,任意两条可逆绝热过程线不能相交。( ) 7．比热可能出现负值（ ）
8．要得到较高的压力,不一定要采用多级压缩。( )
9．有余隙的压气机若能实现定温压缩,即使要达到较高的压力也不必采用多级压缩。( )
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工程热力学例题与习题 10．压缩1kg气体所需的理论轴功,无论压缩与膨胀过程的多变指数是否相同,都与余隙容积的大小无关。( )
二、选择题
1．某理想气体，经可逆定压过程对外作功W，则其内能的变化量和与外界交换的热量分别为＿＿＿。
A 无确定值 C
B ?u?D ?u?w，q?w； kw?w，q? (??1)(??1)?u?w，q?kw
2．一个橡皮气球在太阳下被照晒，气球在吸热过程中膨胀，气球内的压力正比于气球的容积。则气球内的气体进行的是＿＿＿。
A 定压过程 B 多变过程 C 定温过程 D 定容过程
3．多级（共Z级）压气机压力比的分配原则应是（ ）。 A βi = （PZ+1 +P1）/ Z B βi = （PZ+1 / P1）1 / Z C βi = （PZ+1）/P1 D βi = （PZ+1 / P1）/ Z
4．系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后，欲使系统回复到初态，系统需要进行一个____ 过程
A 可逆绝热压缩 C 边压缩边吸热
B 不可逆绝热压缩 D 边压缩边放热
5．理想气体n<0的多变膨胀过程具有 A q> 0 w>0 ?u>0 B q<0 w>0 ?u<0; C q>0 w>0 ?u<0 D q<0 w>0 ?u>0。
三、填空
1．在T-s图上,定压线的斜率是 ，定容线的斜率是 2．在P-v图上,定温线的斜率是 , 定熵线的斜率是 3．定熵过程P与T之间的关系是 ,T与v之间的关系式
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工程热力学例题与习题 4．气体多变过程中，工质放热膨胀的多变指数范围是 ，工质膨胀升温的范围是 。
5．理想气体多变指数为n=1时, 系统与外界传热量_________，多变指数为n=±∞时,系统与外界传热量 。
四、回答问题 1．压气机定温效率 2．最佳级间压力比的求法
3．对n=1.1的膨胀过程，判断q、w、?u 正负 4．对工质既降温又放热的压缩过程,判断n的范围
五．计算题
1．空气由P1=6.86MPa，t1=26℃，v1=0.03m3，定压膨胀到v2=0.09m3，然后按多变过程pv1..5=常数，膨胀到T3=T1，最后沿等温过程回复到初态。
（1）求过程1—2及3—1中的功与热量。 （2）将过程1-2-3-1画在p-v图及T-s上
2．1kg空气由T1 =300K，P1=0.15Mpa，变化到T2=480K , p2=0.15Mpa。若a) 采用定压过程b) 采用先定温后定容过程。
试（1）将上述二过程画在p-v图及T-s图上。 （2）求上述二过程中的膨胀功，热量及熵的变化。
3．容积为0.4m3的氧气瓶，初态P1=15MPa，t1=20℃，用去部分氧气后，压力降为P2=7.5MPa，在放气过程中，如瓶内留下的氧气按定熵过程计算，问共用去多少氧气，最后由于从环境吸热，经一段时间后，瓶内氧气温度又回复到20℃。求：此时瓶内的氧气压力。
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