中国石油大学工程热力学第五章习题课11.ppt

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1、 1.某循某循环环在在700K的的热热源及源及400K的冷源之的冷源之间间工作，如工作，如图图，试试判判别别循循环环是是热热机循机循环还环还是制冷循是制冷循环环，可逆，可逆还还是不可逆是不可逆?解：不可能设为制冷循环：符合克劳修斯积分不等式，所以是不可逆制冷循环方法1：设为热机循环方法2：设为热机循环设为制冷循环方法3:采用孤立系统熵增原理进行求解。（同学自己完成)2.两个两个质质量相等、比量相等、比热热容相同且容相同且为为定定值值的物体，物体初温的物体，物体初温为为TA，物体初温物体初温为为TB，用它用它们们作可逆作可逆热热机的有限机的有限热热源和有源和有限冷源，限冷源，热热机工作到两物体温

2、度相等机工作到两物体温度相等时为时为止。止。（）（）证证明平衡明平衡时时的温度的温度：（）求（）求热热机作出的最大功量；机作出的最大功量；（）如果两物体直接接触（）如果两物体直接接触进进行行热热交交换换至温度相等至温度相等时时，求平衡温度及两物体求平衡温度及两物体总熵总熵的的变变化量。化量。解解：（：（）取、物体及热机为孤立系，则）取、物体及热机为孤立系，则因为：则：所以：（）物体为有限（）物体为有限高温高温热源，过程中放出的热量热源，过程中放出的热量Q1；物体为有限物体为有限低温低温冷源，过程中吸收热量冷源，过程中吸收热量Q2；其中其中：热机为可逆热机时，其作功量最大，得热机为可逆热机时，其

3、作功量最大，得：（）平衡温度由能量平衡方程式求得，即（）平衡温度由能量平衡方程式求得，即两物体组成两物体组成的孤立的孤立系统的熵变化量为系统的熵变化量为：3.3.刚刚性性绝热绝热容器由隔板分容器由隔板分为为两部分，各两部分，各储储空气空气1mol，如，如图图所示所示，左端，左端温度温度T1=500K，P1=200kPa；右端温度为；右端温度为P1=300kPa,T1=800K。现现将隔将隔板抽去，求混合后的参数及混合引起的有效能板抽去，求混合后的参数及混合引起的有效能损损失失I。设设大气大气环环境温度境温度T0=300K解解：容器的体积容器的体积混合后的温度混合后的温度由闭口系能量方程得由闭口系能量方程得因因则则混合后的压力混合后的压力混合过程的熵产混合过程的熵产有效能损失有效能损失