热力学课后习题04答案

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1、第4章理想气体的热力过程压气机第4章理想气体的热力过程压气机4-12.268kg的某种理想气体，经可逆定容过程，其比热力学能的变化为∆u=139.6kJ/kg，求过程膨胀功、过程热量。解：可逆定容过程膨胀功W=0过程热量QU=∆+Wm=∆=u2.268kg139.6kJ/kg×=316.6kJV4-2某理想气体在缸内进行可逆绝热膨胀，当比体积变为原来的2倍时，温度由40℃降为-36℃，同时气体对外作膨胀功60kJ/kg。设比热为定值，试求质量定压热容cp与质量定容热容cv。解：绝热过程膨胀功wcTT=−()V12w60可得cV===0.789kJ/kgK()⋅

2、TT12−+()273.1540−()273.1536−pVpVp11222由理想气体状态方程可得=，而VV=2，可得=0.37921TTp121κ−1Tp⎛⎞κ22绝热过程=⎜⎟，可得绝热指数κ=1.4Tp11⎝⎠因此cc==×=κ1.40.7891.105kJ/kgK(⋅)pV4-3某理想气体动力循环由这样4个过程构成，先从状态a定温膨胀到状态b，后绝热膨胀到状态c，再定压放热到状态d，最后绝热压缩回到状态a，在p-v图、T-s图上表示该循环。已知吸热量q1和各点的焓，列出放热量、功和循环热效率的计算式。解：由T-s图，c-d过程是定压放热过程，放热量qh

3、=∆+=∆=−

4、ggκ−16pV0.110××0.111根据pVm=RT，可得m===0.124kg11g1RT265.7303.15×g1V0.12（2）定温压缩过程Qm==RTln0.124265.7303.15ln×××=−13846.0JTgV0.41T21v3sκ−1cc⎛⎞⎛⎞V∆=−=pp−=⎜⎟⎜⎟2−（3）绝热膨胀过程UmcTTmTTmT()()1V32322κκ⎜⎟V⎝⎠⎝⎠331.41−0.9310×⎛⎞⎛⎞0.1∆=U0.124××303.15×⎜⎟⎜⎟−=−110628.9J1.4⎜⎟⎝⎠⎝⎠0.42第4章理想气体的热力过程压气机4-5有若干空气在由

5、气缸构成的空间中被压缩，空气的初态为：p1=0.2MPa，t1=115℃，3V=0.14m，活塞缓慢移动将空气压缩到p2=0.6MPa，已知压缩过程中空气体积变化按照如下3规律：V=0.16-0.1p(V:m,p:MPa)，空气：Rg=0.287kJ/（kg•K），cv=0.707kJ/（kg•K），求：（1）空气质量；（2）空气作功量；（3）压缩终了的温度；（4）过程吸热量。6解：（1）由pVm=RT，0.210××=××0.14m287(273.15115+)，得m=0.251kgg2266⎛⎞1022（2）W==−pdV()1.610V×=10dV10×

6、−⎜⎟1.6VV∫∫111⎝⎠262⎡⎤102W=××−−10⎢⎥1.6()0.10.14()0.1−0.14=−16000J⎣⎦2pVpV0.20.14××0.60.11122（3）由=，=，得TK=831.752TT12()273.15115+T2（4）QUWcTTW=∆+=()−+=707×(831.75388.15−)−16000=297625JV214-6空气的初参数为p1=0.5MPa和t1=50℃，此空气流经阀门发生绝热节流作用，并使空气容积增大到原来的2倍。求节流过程中空气的熵增，并求其最后的压力。解：对于理想气体∆hcT=∆，可得hhcTT−

7、=−()，绝热节流前后焓值相等，因此p21p21TT=，因此对于理想气体绝热节流前后温度也相等12Tvv222∆=scVggln+Rln=Rln=287ln2198.9J/kgK×=()⋅Tvv111pVpV1122节流前后空气状态满足=，因此节流后压力为0.25MPaTT124-7如图4-18所示，两端封闭而且具有绝热壁的汽缸，被可移动的、无摩擦的、绝热的活塞分为体积相同的A、B两部分，其中各装有同种理想气体1kg。开始时活塞两边的温度和压力都相同，分别为0.2MPa、10℃。现通过A腔气体内的一个加热线圈，对A腔内气体缓慢加热，使活塞向右缓慢移动，直至pA

8、2=pB2=0.4MPa时，试求：（1