练习题热工(共6页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 1有1 kg空气，初始状态为=0.5MPa、=150，膨胀到终了状态=0.1MPa，膨胀过程有三种形式：（1）定温过程；（2）绝热过程；（3）多变过程，多变指数1.2。试将各过程画在图和图上，并求出各种过程熵的变化量。设过程可逆，且比热为定值。2某车间在冬季每小时经过四周散出外界环境的热量为310kJ。已知该车间各种工作机器所耗的功率中有50 kW将转化为热量，室内还经常点着50盏100 W的电灯，问该车间在冬季为了维持恒定的室温，是否还需要外加采暖设备？如要，则每小时需供多少热量？3某电厂的发电量为2500kw，已知煤的发热量为29000 kJ/kg，发电厂效率为

2、37%。问该发电厂每昼夜要消耗多少煤？4开水房烧开水，用1大气压下100的水蒸气和20的水混合，问欲得到2000kg开水，需要用多少蒸汽（设水的汽化潜热为520kJ/kg）。5100kg温度为0的冰，在20的环境中融化为水后升温至20。已知冰的溶解热为335kJ/kg，水的比热容为=4.187 kJ/(kg.K)，求:冰融化为水的熵变化量；（8分）6空气流经喷管作定熵流动，初始流速为0，进口空气参数为6bar、700，若使出口处空气温度500，试确定喷管的形式7试证明比热为定值的理想气体，定熵地流过喷管时，滞止温度与任一点的温度、流速及马赫数之间的关系为: 8两物体A和B的质量及比热相同温度各

3、为T1和T2，且T1T2。设环境温度为T0。（1）按一系列微元卡诺循环工作的可逆机以A为热源，以B为冷源，循环进行后A物体的温度逐渐降低，B物体的温度逐渐升高，直至两物体的温度相同，同为Tf为止，试证明：；（2）若A和B直接传热，热平衡时的温度为Tm，求Tm。9有一循环发动机，工作于热源=1000K及冷源=400K之间，若该热机从热源吸热1360kJ作功833kJ.问该热机循环是可逆的？不可逆的？还是根本不能实现的？（8分）pv1234510内燃机混合加热循环，如图所示，已知90，400，590，300，工质视为空气，比热为定值。求循环热效率。 11内燃机定容加热循环1-2-3-4-1如图1，

4、如果绝热膨胀的终点不在点4，而是一直膨胀到点5，使4点与5点压力相等，试在T-S图上表示循环1-2-3-4-5-1，并根据T-S图上两个图形比较它们哪个循环的热效率更高。 图1 12一制冷机工作在245K和300K之间，吸热量为9kW，制冷系数是同温限卡诺逆循环制冷系数的75%，试计算： (1) 向热源放热量; (2) 制冷系数。13已知房间内墙表面温度为16，对应的饱和状态下的含湿量为11g/kg，当房间内空气温度为22，含湿量为11g/kg时对应的相对湿度为0.6，为防止墙表面发生水珠凝结，问室内空气的相对湿度最大不能超过多少，为什么。14.在内径为50cm的圆管，流体在管内流动，若流体只

5、占圆管的一半，试计算当量直径。15、一炉子的炉墙厚13cm，总面积为20m2，平均导热系数为1.04w/mk，内外壁温分别是520及50。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是2.09104kJ/kg，问每天因热损失要用掉多少千克煤？16、有一厚度为20mm的平面墙，其导热系数为，为使墙的每平方米热损失不超过1500W，在外侧表面覆盖了一层导热系数为的隔热材料。已知复合壁两侧表面温度分别为和，试确定隔热层的厚度。1、解：=0.5MPa、=150，=0.1MPa，（1）定温过程：（2）绝热过程；S=0（3）多变过程，多变指数1.2： =pvTsp2112s2s2T2n2n2Tp22、解

6、：Q=-310kJ+(50+50*100/1000)*3600=-kJ需外加采热kJ/小时，即28.33kw。4、解：设需要水m kgMct=(2000-m)rM*80*4.18=520*(2000-m)M=520*2000/(80*4.18+520)=1217.23kg，需要蒸汽为782.77kg5、解：100kg0的冰融化所需热量 ； 水的熵变 6、解：定熵流动过程，则，0.528，则该气流在管道中流动为超音速，采用缩放型喷管8、解：（1）可逆热机循环完成后系统总熵增为零 ， ， （2）物体1放热量等于物体2的吸热量，系统总吸放热等于零 ， ， 9、解：pv1234510、解：t4 =72

7、8= =(190+1.4*131)/210=1.825或解:,14、解：湿周周长为：P=d/2+d=1.57*50+50=128.5cm面积：A=r*r/2=3.14*25*25/2=981.25当量直径为：d=4A/p=4*981.25/128.5=30.54cm15、解：根据傅利叶公式每天用煤16、解：m=45mm1、如左图所示。气缸内充以空气，活塞及负载重100kg，气缸壁充分导热，取走60 kg负载，其系统完全平衡后，求：1）活塞上升的高度L；2）热力学内的变化U；3）气体在过程中所做的功。（已知空气定容比热为0.72）1. 解：1)由力平衡：p1=pb+F1/A=771*133.32

8、+100*98100/100=2.009105PaV1=A*L=100*10*10-6=10-3m3p2=pb+F2/A=771*133.32+40*98100/100=1.420105PaT2=T1V2=A*(L+L)=100*(10+L )*10-6=(10+L )*10-4m3过程中质量不变：m1= p1 V1/(RgT1)= m2= p2 V2/(RgT2)V2= p1 V1/ p2=2.009105*10-3/1.420105=1.4145 *10-3m3=(10+L )*10-4m3L=4.145cm2) U= m2u2- m1 u1因为m1= m2，已知ukJ/kg=0.72TK

9、，而T2=T1；所以U=03）此过程为不可逆过程：W= p2*A*L=1.420105*10010-4*4.14510-2=58.859 J1、一绝热刚体气缸，被一导热的无摩擦活塞分成两部分。最初活塞被固定在某一位置上，气缸的一侧储有压力为0.2MPa、温度为300K的0.01m3的空气，另一侧储有同容积、同温度的空气，其压力为0.1MPa。去除销钉，放松活塞任其自由移动，最后两侧达到平衡。设空气的比热容为定值。试计算：1）平衡时的温度为多少？2）平衡时的压力为多少？3）两侧空气的熵变值及整个气体的熵变值是多少？1、 解：（本题13分）1）取整个气缸为闭口系，因为气缸绝热，所以Q=0；又因为活塞导热而无摩擦，W=0，且平衡时A、B两侧温度相等，即TA2=TB2=T2。有闭口系能量方程得：因为，TA1=TB1=T1=300K，于是终态平衡时，两侧的温度均为： T1=T2=300K2) 取整个气缸为闭口系，当终态平衡时，两侧压力相等，设为p2，则：3）整个气缸绝热系的熵变：专心-专注-专业