热力学题目复习.docx

— 1、容器容积为4M3 ，充满压力为0.12MPa,温度20℃的空气，大气压力为0.1MPa，若抽出95%的空气，试计算（1）需要抽出多少公斤的空气；（2）抽气后容器压力是多少？
— 2、用U形管压力计测出容器内压力为300mmH2O，此时气压计读数为750mmHg，则容器内绝对压力是多少kpa？若大气压夜里降为735mmHg，而容器内压力不变，则U形管读数为多少？
— 3、某登山运动员携带一只气压计，在出发地测得大气压力为95kpa，在登山过程中，他连续测得另外三个读数，分别为88.4kpa，83.6kpa，78.7kpa，若大气平均密度为1.2kg/M3,重力加速度g=9.81m/s2保持不变，请确定取三个气压值时对应的高度分别是多少？

— 4.在0℃，101.325kpa下，某气体的密度为1.9804g/L，若将该气体1g置于 1 L容器内，则在10℃时压力是多大？
— 5、课本40页思考题2-5

1、 一个质量为4.5kg的石头和装有45kg水的水槽构成一个热力系。开始时，石头在水面上23.7m（水槽深度不计），假定石头和水的温度相同，然后让石头落入水中，试确定在下述各状态变化中的∆U,∆Ek，∆Ep，Q,W。
1） 石头即将进入水中（与外界绝热）
2） 石头在水槽中刚好静止下来（与外界绝热）
3） 使石头和水的温度回复到初始温度。
2、 某气体经过一定容过程，从状态1转变到状态2，吸热177kJ，然后再经过一定压过程从状态2到状态3，放热186.2kJ，并接受42.3kJ的功，问若该气体经过一绝热过程直接由状态1变到状态3，需要做多少功？
3、 气缸截面积A为100cm2，活塞距地面高度H为10cm，上有重物G195kg，当地大气压771mmHg，环境温度27℃，若当气缸与外界处于热力平衡时，把活塞重物拿去100kg，活塞将突然上升，最后重新达到热力平衡，假定活塞与缸壁无摩擦，气体可通过缸壁与外界充分换热，求活塞上升的距离和气体的换热量。
4、 一活塞气缸装置中的气体经历了2个过程，从状态1到状态2，气体吸热500kJ，活塞对外做功800kJ。从状态2到状态3是一个定压的压缩过程，压力为p=400kPa，气体向外散热450kJ。并且已知U1=2000kJ，U3=3500kJ，试计算2-3过程中气体体积的变化。
5、 一闭口系从状态1沿1-2-3途径到状态3，传递给外界的热量为47.5kJ，而系统对外做功为30kJ。
1）若沿另一途径1-4-3变化时，系统对外做功为15kJ，求过程中系统与外界传递的热量。
2）若系统从状态3沿着第三条路径3-5-1回到状态1，外界对系统做功6kJ，求该过程中系统与外界传递的热量。
3）若U2=175kJ，U3=87.5kJ，过程2-3为定容过程，求过程2-3传递的热量及状态1的热力学能。

— 补充例题：与课本例题的图一模一样，但是不同之处在于：储气罐中不是真空，而是存有p1=0.5bar,t1=10
℃的空气，总管内压缩空气的参数为p0=5bar，t0=25℃，其他条件均相同，仍然求充气后储气罐内压缩空气的温度。

— 1、一绝热刚体容器用隔板分为两部分，左边贮有高压气体，右边为真空。抽去隔板时，气体立即充满整个容器，问工质内能、温度将如何变化？如果该刚体容器为绝对导热的，则工质内能、温度又如何变化？
— 2、如果一个人在静止状态下向环境散热率为400kJ/h。假设本教室中有60人在上课，教室全封闭，使用空调系统维持室内恒温。现在空调突然发生故障，求：1）故障后20分钟，教室中空气的热力学能增加量。2）假定教室和环境无热量交换，将教室和所有的人取为热力系，该系统热力学能变化多少？应如何解释教室中空气温度的升高？
— 3、如下图，此刚性气缸，一端受热，其他部分绝热，内有一不透热的活塞，活塞和气缸壁间无摩擦。现自容器一端传热Q=20kJ，由于活塞移动对B做功10kJ，求：1）B中气体的热力学能变化量。2）A和B总的热力学能变化量。

— 5、和课本上例题3-3一样的装置，已知原总管内空气参数P1，T1(已知T1>T0)，罐内原有空气P0，T0，m0，开阀充气，使罐压达到P，质量为m时关闭，阀、管路均绝热。但罐壁是完全透热的，问充气过程中通过罐壁与外界是放热还是吸热？热量多大？
— 6、同上题条件，但是把罐子改为气球，且充气过程缓慢，可以认为气球压力一直为P0 ，问充气过程中通过气球壁与外界是放热还是吸热？热量多大？
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— 1.在两级压缩活塞式压气机装置中，空气从初态p1=1bar，t1=27℃压缩到终态p4=64bar，设两气缸中的可逆多变指数均为n=1.2，要求压气机每小时向外提供4m3的压缩空气量，求：1）压气机总的耗功率。2）每小时流经压气机水套及中间冷却器的水量。设水流过压气机水套及中间冷却器时的温升都是15℃，水比热cp=4.1868kJ/kg.K，空气cv=0.717kJ/kg.K, cp=1.004kJ/kg.K
— 2.某热机在高温热源T1=670K和低温热源T2=270K之间可逆循环，每个循环热机从高温热源下取得热量Q1=100KJ,如将低温热源温度降低到T2’=220K,那么该热机可做更多的功。因此可以构思一个装置，采用一个有限大的冷箱，用制冷的方法使其温度保持在T2’，另外用一个可逆制冷机将热量源源不断地从冷箱中移走以保持其温度不变。求该装置与原先T1T2间工作的热机装置相比，谁得到的净功更大？
— 3.某套换热设备，可将65℃的热水中的20%变成100℃的高温水，其余80%热水由于将热量传给温度为15℃，最终水温也降为15℃，请问此过程可逆还是不可逆？上述装备在理论上最多能将多大比例的65℃热水变成100℃热水？
— 4、三个质量相等，比热相同且为定值的物体，此ABC三物体的初始温度分别为100K,300K,300K，如果环境不供给功和热量，只借助热机和制冷机在它们之间工作，问其中任意一个物体能达到的最高温度是多少？
— 5、某绝热容器，由不导热的垂直隔板分为L与R两部分，R部分盛有5kg 37℃的水，L部分为10kg 72℃的水，当移去隔板时两边的水混合。经过一段时间后整个容器的水处于均匀状态。环境的温度为15℃，已知水比热cp=4.1868kJ/kg.K，求混合过程的有效能损失。（要求用熵方法和火用方法分别计算）
— 1、某职工浴室准备采用太阳能热水器提供50°的热水，已知工人下班的半小时内共需要热水2m³，每台热水器的集热板面积为8㎡，每㎡集热面积可以提供1000kJ的热量给热水，用来把20°的水加热到所需的50°，问需要多少台热水器？（50度水的比体积为0.001m³/kg，水的比热4.187kJ/kg.K）
2、某燃气轮机装置如下图，已知压气机进口处空气的比焓h1=290kJ/kg,经绝热压缩后比焓增加到h2=580kJ/kg，空气和燃料的混合物（燃气）以c2=20m/s的速度进入燃烧室，燃烧过程中燃气吸入热量q=670kJ/kg，该燃气经过喷管后h3=800kJ/kg，流速增加到c3’，然后进入动叶片推动其回转做功（过程绝热），若燃气在动叶片中热力状态保持不变，最后离开动叶片的速度c4=100m/s，求：1）若空气流量为100kg/s,压气机消耗功率为多少kW？ 2）燃气在喷管出口处的流速c3’是多少？ 3）该装置的总功率是多少kW？

3、如图，两股空气在混合器中混合，忽略动能、位能变化，求出口截面的空气温度和流速。

— 1、利用水蒸气表，确定冷凝器中p=0.03bar,x=0.92时蒸汽的vx，hx，sx，若此蒸汽定压凝结成水，试比较其容积的变化。
— 2、利用水蒸气表，确定下列各蒸汽的状态和u、h、s值：1）p=5bar,v=0.0011 m³/kg；2）p=0.04bar,x=0.95；3）t=200℃,v=0.12714 m³/kg；4）t=230℃, p=10bar,；5）p=10bar, v=0.2404 m³/kg；
— 3、容积为0.6 m³的密闭容器内盛有压力为p=3.6bar的干饱和蒸汽，问蒸汽的质量为多少？若对蒸汽进行冷却，当压力降低为2bar是，问蒸汽的干度为多少？冷却过程中由蒸汽向外传出的热量为多少？
— 4、水蒸气压力为p=10bar时，比体积v=0.2 m³/kg，若质量流量为5kg/s，定温放出热流量为6x106kJ/h。求终态参数及做功量。
— 5、压力为15bar，容积为0.2634 m³的干饱和蒸汽，若对其压缩使容积变为初始的一半，求1）定温压缩过程的终态参数；2）按PV=定值计算会得到什么样的结果？
— 已知t1=400℃, p1=50bar的蒸汽进入汽轮机绝热膨胀至p2=0.04bar。设环境温度t0=20℃，求：1）若过程是可逆的，1kg蒸汽所做的膨胀功及技术功各为多少？2）若汽轮机的相对效率为0.88，求其做功能力损失为多少？
— 课本后7-5,7-8,7-9
— 1、已知白天气温为32℃，气压为97.11kpa,空气相对湿度为80%,晚间气温为20℃,气压98.03kpa,问晚间将从空气中凝结出百分之多少的露水?
— 2、分析一个定温加湿过程，需处理的湿空气容积流量为6000 m³/h，空气初参数为：1个大气压，15℃，相对湿度为30%，用于加湿的水温为15℃，加湿后使其含湿量达到6 g/kg，问在此过程中是否需要加热？如需，加热量是多少？
— 3、采用h-d图解决：1个大气压下，空气温度30℃，湿球温度25℃，求：水蒸气分压力、露点温度、相对湿度、含湿量。
— 1、气体以1kg/s的质量流量流经喷管作定熵流动在进口1-1截面处测得气体的参数为：压力3.92bar，温度200℃，速度20m/s，出口2-2处压力为1.96bar。求出口2-2处的截面积、进出口截面处的当地音速，并说明喷管中气体流动的情况。设空气比热为定值，取定压比热容为1kJ/kg.K,定容0.71kJ/kg.K
— 2、空气流经喷管作定熵流动，已知进口截面上压力7bar，温度947℃，出口压力分为5bar、1.2bar两种情况，质量流量0.5kg/s，试选择喷管外形，计算出口截面上流速、当地音速及出口截面积。设取定压比热容为1kJ/kg.K,R=0.287kJ/kg.K，绝热指数为1.4