能量与热力学第一定律(作业)

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1、第二章能量与热力学第一定律一、是非题×，×，√；×，√；√；×.二、选择题c；a1，a2；b；a,a，c，c.[2-2]为了确定高压下稠密气体的性质，取2kg气体在25MPa下从350K定压加热到370K，气体初终状态下的容积分别为0.03m3及0.035m3，加入气体的热量为700KJ，试确定初终状态下的内能之差。解：定压下加热[2-4]1kg空气由p1=1MPa、t1=500℃膨胀到p2=0.1MPa、t2=500℃，得到热量506kJ，作容积变化功506kJ。又在同一初态及终态间作第二次膨

2、胀，仅加入热量39.1kJ，求：（1）第一次膨胀中空气热力学能增加多少？（2）第二次膨胀中空气热力学能增加多少？（3）第二次膨胀中空气作了多少功？解：取空气为闭系（1）第一次膨胀中空气内能变化量（2）第二次膨胀中空气内能的变化量由于在同一初态及终态间作第二次膨胀，而内能为态函数，故（3）第二次膨胀中空气作容积变化功[2-8]某蒸汽动力厂中，锅炉以的蒸汽供给汽轮机。汽轮机进口处压力表上读数为9MPa，蒸汽的比焓为3440kJ/kg，汽轮机出口处真空表上读数为730.6mm汞柱高，当时当地大气压是7

3、60mm汞柱高，出口蒸汽的比焓为2245kJ/kg，汽轮机对环境放热。问：⑴汽轮机进出口蒸汽的绝对压力各是多少？⑵若不计蒸汽进出口的宏观动能的差值和重力位能的差值，汽轮机的功率是多少(KW)？⑶进出口处蒸汽的速度分别为70m/s及140m/s时，对汽轮机的功率影响有多大？⑷若进出口的高度差为1.6m，问对汽轮机的功率有多大影响？解：取汽轮机为开系，蒸汽流经汽轮机作稳定流动。⑴汽轮机进口处蒸汽的绝对压力汽轮机出口处蒸汽的绝对压力⑵不计汽轮机进出口处蒸汽动能的差值和重力位能的差值，汽轮机的功率⑶考虑

4、汽轮机进出口处流速的动能差值，对汽轮机功率的影响，使汽轮机减小功率⑷考虑汽轮机进出口的高度差，使汽轮机改变功率[2-9]某冷凝器内的蒸汽压力为0.08at，蒸汽以100m/s的速度进入冷凝器，其焓为500kcal/kg，蒸汽冷却为水后其焓为41.6kcal/kg，流出冷凝器时的速度为10m/s，问每千克蒸汽在冷凝器中放出的热量是多少（kJ）？解：取冷凝器为开系，蒸汽作稳定流动，忽略重力位能的差值即每千克蒸汽在冷凝器中放热量为1924.2kJ。[2-10]某燃气轮机装置如图2-19所示。已知h1=

5、286kJ/kg的燃料和空气的混合物，在截面1处以20m/s的速度进入燃烧室，并在定压下燃烧，使工质吸入热量q=879kJ/kg，燃烧后燃气进入喷管绝热膨胀到状态3，h3=502kJ/kg，流速增加到cf3，此后燃气进入动叶，推动转轮作功。若燃气在动叶中的热力状态不变，最后离开燃气轮机的速度cf4=150m/s。求：⑴燃气在喷管出口的流速cf3;⑵每千克燃气在燃气轮机中所作的功；⑶燃气流量为5.23kg/s时，燃气轮机的功率（kW）。解：图2-19⑴燃气流速cf3取截面1至截面3的空间作热力系，

6、忽略重力位能的差值，稳定流动能量方程为因，故⑵每千克燃气作功取截面3至截面4作热力系，燃气的热力状态不变，稳定流动能量方程为其中，，⑶燃气轮机功率N[2-11]流速为500m/s的高速空气流，突然受阻后停止流动。如滞止过程进行迅速，以致气流在受阻过程中与外界的热交换可以忽略不计，问在滞止过程中空气的焓变化了多少？解：稳定流动能量方程结合，，，得[2-13]某制冷装置，由冷藏室向制冷机的传热量为8000KJ/h，制冷机输入功率为1KW，试确定制冷机的COP。解：该制冷机