工程热力学第五版练习题.pdf

第第 3 3 章章热力学第一定律热力学第一定律3.13.1基本要求基本要求深刻理解热量、储存能、功的概念，深刻理解内能、焓的物理意义深刻理解热量、储存能、功的概念，深刻理解内能、焓的物理意义理解膨胀（压缩）功、轴功、技术功、流动功的联系与区别理解膨胀（压缩）功、轴功、技术功、流动功的联系与区别熟练应用热力学第一定律解决具体问题熟练应用热力学第一定律解决具体问题3.23.2本章重点本章重点1必须学会并掌握应用热力学第一定律进行解题的方法，步骤如下： 1）根据需要求解的问题，选取热力系统 2）列出相应系统的能量方程 3）利用已知条件简化方程并求解 4）判断结果的正确性2 深入理解热力学第一定律的实质， 并掌握其各种表达式 （能量方程）的使用对象和应用条件3切实理解热力学中功的定义，掌握各种功量的含义和计算，以及它们之间的区别和联系，切实理解热力系能量的概念，掌握各种系统中系统能量增量的具体含义4在本章学习中，要更多注意在稳态稳定流动情况下，适用于理想气体和可逆过程的各种公式的理解与应用3.33.3例例 题题例例 1 1门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行,若敞开冰箱的大门就有一股凉气扑面,感到凉爽。

于是有人就想通过敞开冰箱大门达到降低室内温度的目的,你认为这种想法可行吗?解解：按题意，以门窗禁闭的房间为分析对象，可看成绝热的闭口系统，与外界无热量交换，Q=0，如图 3.1 所示，当安置在系统内部的电冰箱运转时，将有电功输入系统，根据热力学规定：W0，由热力学第一定律Q U W可知，U 0，即系统的内能增加，也就是房间内空气的内能增加由于空气可视为理想气体，其内能是温度的单值函数内能增加温度也增加，可见此种想法不但不能达到降温目的，反而使室内温度有所升高若以电冰箱为系统进行分析，其工作原理如图 3.1 所示耗功 W 后连同从冰室内取出的冷量Q0一同通过散热片排放到室内，使室内温度升高图 3.1例例 2.2. 既然敞开冰箱大门不能降温，为什么在门窗紧闭的房间内安装空调器后却能使温度降低呢?解:参看图 3.2, 仍以门窗紧闭的房间为对象 由于空调器安置在窗上，通过边界向环境大气散热,这时闭口系统并不绝热,而且向外界放热，由于Q0，虽然空调器工作时依旧有电功 W 输入系统，仍然 W0，但按闭口系统能量方程：此时虽然 Q 与 W 都是负的,但Q W， 所以U0 , U0 ,W0CQ0 , U0 ,W=0三、填空三、填空1热量与膨胀功都是量，热能通过差而传递，膨胀功通过传递。

2闭口系统q h适用于过程，开口系统q h适用于3能量方程式q h+ws适用的条件是4公式q w适用于理想气体的过程5公式q dh适用于任何气体的过程6公式ws dh适用于过程BQ=0 , U0 , W0DQ=0 , U=0 ,W=0四、名词解释四、名词解释热力学第一定律焓系统的储存能技术功稳态稳流五、计算题五、计算题1lkg 空气从初态p1=5bar，T1=340K在闭口系统中进行可逆绝热膨胀，其容积变为原来的2 倍(v22v1)求终态压力、温度、内能、焓的变化及膨胀功2压气机产生压力为 6bar，流量为 20kg/s 的压缩空气，已知压气机进口状态p1=1bar，t1=20，如为不可逆绝热压缩，实际消耗功是理论轴功的 1.15 倍，求压气机出口温度t2及实际消耗功率 P3气体从p1=1bar，v1=0.3m3压缩到p2=4bar，压缩过程中维持下列关系 p=av+b 其中 a=-15bar/m3，试计算过程中所需的功,并将过程表示在P-v 图上。