发布时间 : 星期四 文章工程热力学测验题1更新完毕开始阅读
不可逆过程表示在同一T?s图上；
（4）.为使不可逆绝热膨胀终态与可逆绝热过程终态相同，则需放热多少？
燃气按空气性质计算，比热容取定值cp?1.004kj/(kg.K)，
Rg?0.287kj/(kg.K)。
解 （1）.
T2Sp?T1(2)p1k?1k0.1?(927?237)?()1.4?662.5(K)0.8
0.4t2s?389.5?C对于绝热过程
?s???h?h1?h2?cp(t1?t2s)?1.004?(927?389.5)?539.79kj/kg
p[1?(2)或用 ?s??t?k?1p1kRgT1k?1k]计算。
（2）.
cV?cp?R?1.004?0.287?0.7179kj/kg?u?cV?t?0.717?(927?450)?385.4(kj/kg)
?s??c(t?t)?1.004?(927?450)?478.99(kj/kg) （3）.?s?cplnT2p450?2730.1 ?Rgln2?1.004ln?0.287lnT1p1927?2730.8?0.0881[kj/(kg.K)]
图１３ 9
图3-9
图中过程1?2s为可逆绝热过程，T?s图如图13所示，1?2为不可逆绝热过程。
（4）.为使不可逆膨胀至可逆绝热膨胀的同一终态，则由能量方程得
q??h??t?cp(t2?t1) ?1.004?(389.5?927)?478.9
?60.8(kj/kg)或用q?cp(t2?t2s)计算。
讨论：（1）.对于理想气体的绝热过程，无论是否可逆均可用
?t??h?cp(t1?t2) 来计算技术功（忽略进出口的动能差，势能
p[1?(2)差即为轴功）。要用公式?s??t?k?1p1kRgT1k?1k]计算技术功，
则必须是可逆绝热过程。
（2）.不可逆绝热膨胀过程一定是有熵产的热力过程，由于绝热过程的熵变即熵产，所以计算所得?s?0.881kj/kg即为熵产
?sg，显然大于零，否则违背热力学第二定律。
（3）.通过最后计算可知，若进行一不可逆绝热过程是定熵过程。而比可逆放热达到相同的终态，因此?s?0。值得注意的是，这一过程是有熵产的不可逆过程。为了区别这种不可逆的熵不变过程与可逆绝热过程，有些教科书将前者称为等熵过程，后
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者称为定熵过程。
8、将满足下列要求的理想气体多变过程表示在p?v图和T?s图上：
（1）.气体进行n?0.8的多变膨胀过程，并指出其过程是吸热还是放热，以及?u 的正负号；
（2）.气体升温、升压又放热，并指出其多变指数范围。 解 （1）.首先在p?v图和T?s图上画出4条基本热力过程线，如图16所示。根据题目要求，n?0.8的过程线应在定压线和定温线之间，又为膨胀过程，故该过程线p?v图上应位于定容线右侧，在T?s图上应位于定容线右下方，这样就可定性画出该过程线，如图16中1-○1所示。从图可以看出，该过程线位于定熵线右方（T?s图）和右下方（p?v图），在q?0范畴，故吸热过程。同理可知?T?0，故?u?0。
（2）.和第（1）.一样，先在p?v图和T?s图上画出4条基本热力过程线，如图16所示。再分别找出升压区域，升温区域和放热区域的交集，即满足题目要求的多变过程线所的区域。定性从初态1在该区域画一过程线，即为满足要求的曲线，如图16中1-○2所示。从图中可以看到，该曲线位于定温线和定熵线之间，故该过程的多变指数范围为1?n?k。
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图１６图3-12
第五章 热力学第二定律
9、欲设计一热机，使从温度为1000K高温热源吸热2000kj，向温度为
290K低温热源放热783kj。
（1）.此热机循环能否实现？
（2）.若把此热机当制冷机使用，从低温热源吸热800kj，能否向高温热源放热2000kj？欲使之从冷源吸热800kj，至少需耗功多少？
解： （1）.如图8（a）所示，将高温热源、冷温热源和热机划在一孤立系内，则有
?Siso??SH??SL??SE 高温热源熵变 ?SH?低温热源熵变
QH THTH QH W0 QL TL
图
8（a）
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