工程热力学复习资料题

1、第一草基木概念1 基本概念热力系统：用界面将所要研尤的对彖与周困环境 分隔开來.这种人为分隔的研尤对象，称为热力系统, 简称系统。边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。外界：边界以外与系统相互作用的物休，称为外 界或环境。闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系 统，也称控制质量。开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系 统，又称控制体积，简称控制体.其界血称为控制界 面。绝热系统：系统与外界之间没有热址传递.称为 绝热系统。孤立系统：系统与外界之间不发生任何能虽传递 和物质交换.称为孤立系统。单相系：系统中匸质的物理.化学性质都均匀一 致的系统称为的相系。复相系：由两个相以上组成的系统

2、称为复相系， 如固.液、气组成的三相系统。单元系：由一种化学成分组成的系统称为讥元 系。多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称 为藝元系。均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的 为均匀系。非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分 布，称非均匀系。热力状态：系统中某瞬间表现的匚质热力性质的 总状况，称为匸质的热力状态，简称为状态C平衡状态：系统在不受外界影响的条件下如果宏 观热力性质不随时间而变化.系统内外同时建立了热 的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态. 简称为平衡状态。状态参数：描述匸质状态特性的各种物理虽称为1: 质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（”） 或密

3、度（Q）、内能（U）、熔（Q、躺（s、 自由能（f）自由焙（g）等。基本状态#ft：在工质的状态参数中其中温度. 压力.比容或密度可以直接或间接地用仪表测虽出 來.称为基木状态参数。温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物 理址，其物理实质是物质内部大虽微观分子热运动 的强弱程度的宏观反映。热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体 处于热平衡.则它们彼此之间也必然处于热平衡。压力：垂直作用于器壁讯位面枳上的力，称为斥 力.也称圧强。相对压力：相对于大气环境所测得的斥力C如丄 程上常用测压仪表测定系统中匸质的压力即为相 对压力。比容：单位质虽匸质所具有的容积.称为丄质的 比容。密度:单位容积

4、的工质所具有的质fit,称为工质 的密度。强度性参数：系统中魏元体的参数值与整个系统 的参数值相同，与质虽多少无关.没有可加性，如 温度.压力等。在热力过程中，强度性参数起着推 动力作用，称为广义力或势。广延性参数：整个系统的某广延性参数值等于系 统中各单元体该广延性参数值之和，如系统的容 积、内能、焙、爛等。在热力过程中，广延性参数 的变化起着类似力学中位移的作用，称为广义位 移。准棘态过程：过程进行得非常缓慢使过程中系 统内部被破坏J'的平衡有足够的时间恢复到新的 平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都 非常接近平衡状态.整个过程可看作是由一系列非 常接近平衡态的状态所组成并

5、称之为准静态过 程。可逆过程：X系统进行正、反两个过程后，系统 与外界均能完全回复到初始状态，这样的过程称为 可逆过程。膨胀功：由于系统容积发生变化（増大或缩小） 而通过界血向外界传递的机械功称为膨胀功，也称 容积功。热量：通过热力系边界所传递的除功之外的能址。 热力循环：匸质从某一初态开始，经历一系列状 态变化.最后又回复到初始状态的全部过程称为热 力循环，简称循环。2.常用公式2状态参数订dx = x2 一 Xjjdx = Oi状态参数是状态的函数，对应一定的状态，状态 参数都有唯一确定的数值 L：质在热力过程中发生状 态变化时，由初状态经过不同路径，最后到达终点， 其参数的变化值.仅与初

6、、终状态有关，而与状态变 化的途径无关。温度:式中一工质的容积m工质的质虽2.刖=1式中p 工质的密度 kg/m3V 工质的比容 ml kg热力循环：f/ = f 亦或=0 , fdu =022*式中工一 一分子平移运动的动能.其中也是2一个分子的质虽:，匚是分子平移运动的均方根速度：乃一比例常数：气体的热力学温度。2 7 = 273 + /压力：2 mw22 iyr1 n = n= nlil3 23式中P-单位而积上的绝对压力:”一分子浓度，即取位容积内含有气体的分子数Nn = .其中A为容积卩包含的气体分子总数。V2. p = y1整个容器壁受到的力，瑕位为牛（N）:容器壁的总而积（斥。3

7、. p = B + p<P>B）p = B H（A5）式中乃一当地大气乐力此一高干当地大气圧力时的相对斥力，称表压力：H 一低于当地大气压力时的相对压力称 为真空值。比容：V.1 V = m" kgm循环热效率:式中G工质从热源吸热:鼻一工质向冷源放热:恥一循坏所作的净功。制冷系数： = = % 如 一 <72式中G工质向热源放出热址：G工质从冷源吸収热虽： 网一循环所作的净功。供热系数：&旦=sH0 如 一 式中G工质向热源放出热址鼻一工质从冷源吸取热虽時一循环所作的浄功第二章气体的热力性质1. 基本概念理想气体：气体分子是由一些弹性的、忽略分子 之间相互

8、作用力（引力和斥力）.不占有体枳的质 点所构成。比热：贰位物址的物体温度升高或降低iK（rc） 所吸收或放出的热虽:，称为该物体的比热。定容比热：在定容情况下单位物虽的物体.温 度变化IK（rc>所吸收或放岀的热虽，称为该物 体的定容比热。定压比热：在定压情况下，笊位物虽的物体.温 度变化IK （TC）所吸收或放出的热虽，称为该物 体的定压比热。定压质童比热：在定斥过程中.单位质虽的物体.、”I其温度变化IK （19）时，物休和外界交换的热 称为该物体的定压质址比热。定压容积比热：在定压过程中，做位容积的物体，、“I其温度变化IK (1C)时.物体和外界交换的热虽, 称为该物体的定压容积

9、比热。定压摩尔比热：在定压过程中，氓位摩尔的物体. 当其温度变化IK (l'C)时，物体和外界交换的热虽, 称为该物体的定斥摩尔比热。定容质址比热：在定容过程中収位质址的物体. 当其温度变化IK (C)时，物体和外界交换的热址. 称为该物体的定容质量比热。定容容积比热：在定容过程中取位容积的物体. 肖其温度变化1KC)时,物体和外界交换的热址. 称为该物体的定容容积比热。定容摩尔比热：在定容过程中，取位摩尔的物体. 当其温度变化IK (TC)时,物体和外界交换的热量. 称为该物体的定容摩尔比热。混合气体的分压力：维持混合气体的温度和容枳不 变时.各组成气体所具有的压力。道尔顿分压定律：

10、混合气体的总压力P等于各组成 气体分压力A之和。混合气体的分容积：维持混合气体的富度和斥力不 变时各组成气体所具有的容积。阿密盖特分容积定律：混合气体的总容积V等于各 组成气体分容积匕之和。混合气体的质量成分：混合气体中某组元气体的质 址与混合气体总质虽的比值称为混合气体的质虽成 分。混合气体的容积成分：混合气体中某组元气休的容 枳与混合气体总容枳的比值称为混合气体的容积成 分。混合气体的摩尔成分：混合气休中某组元气体的摩 尔数与混合气体总摩尔数的比值称为混合气体的摩尔 成分。对比参数：备状态参数与临界状态的同名参数的比 值。对比态定律：对于满足同一对比态方程式的备种气休，对比参数卩八7；和乙

11、中若有两个相等，则第三个对比参数就一定相等，物质也就处于对应状态中。2. 常用公式理想气体状誉方程：1 pv = RT式中p绝对圧力Pav比容m3/kgT一热力学温度K适用于1干克理想气体。2. pV = mRT式中V质址为皿g气体所占的容积 适用于m千克理想气体。3. 必W式中V«= M气体的摩尔容积.m3/kmol： 民二MR通用气体常数.J/kmol K适用干1千摩尔埋想气体。4. pV = nR0T式中nK mol气体所占有的容枳，m5：n气体的摩尔数,mfl =，kmolM适用于n干摩尔理想气休°5通用气体常数：民Rq =8314 J/Kmol K几与气休性质、状

12、态均无关。6. 气体常数：RJ/kg K斤与状态无关，仅决定于气体性质。比热:1比热定义式：C = dT表明収位物虽的物体升商或降低1K所吸收或放岀 的热虽。其值不仅取决于物质性质.还与气体热力 的过程和所处状态有关。2.质虽比热、容积比热和摩尔比热的换算关系：Me224=So式中 c质虽比热.kJ/Kg kCf容积比热» kj/m： kJfc摩尔比热,kJ/Kmolk5表明单位物虽的气体在定容情况下升商或降低1K所 吸收或放出的热虽。4定圧比热:&1卩 _ dh 万=万表明单位物虽的气体在定压惜况下升商或降低1K所x = x+x2+ + £=工兀=1/-I容积成分

13、与摩尔成分关系：吸收或放出的热址。5.梅耶公式:质量成分与容积成分：m. niMtM.M,8i= =77 = < 77m nMMM叫-Mcv = MR = Ro6.比热比：R q折合分子最：kRCv =7K 一 1nRc道尔顿分压定律： nP = P + P2+ P3 +Pn = S PiLi阿密孟特分容积定律： = %+岭+岭 + +v/r = £vr.7P质址成分：8i = mM=-r-lr-1M =鱼+邑+並yA 岡叽M”令妙折合气休常数：Im r進尽心M m mm tvR亠色M fM +r2M2 + rnM ngi+g?+= 1r-l容积成分：tir =斤+5+4=工斥

14、=1/-I摩尔成分：Xi =n1分压力的确定Pi=P = p混合气体的热力学能.焙和爛u = Z5r-1H辽比或1-1h=工叫人r-lS =S或 J-ls=Ds/.IpMR.Pi = g, P = gi 矿 P = g,右叨 PiR混合气体的比热容：flc = Ic1+g2c2+ gncn =g石J-l混合气体的容积比热容：n小=怡：+于；+ ；=/； r-1混合气体的摩尔比热容：flftMe =工诃心,】j-ir-1范徳瓦尔（Van der Waals）方程对于lkmol实际气体/p+估丿压缩因子：7_ v _ 八乙% RT对比参数：第三帝热力学第一定律1. 基本概念热力学第一定律:能虽既不

15、能被创造.也不能被消 灭，它只能从一种形式转换成另一种形式，或从一 个系统转移到另一个系统.而其总虽保持恒定，这 一自然界普遍规律称为能址守恒与转换定律。把这 一定律应用于伴有热现禺的能址和转移过程，即为 热力学第一定律。第一类永动机：不消耗任何能虽而能连续不断作 功的循环发动机.称为第一类永动机。热力学能：热力系处干宏观静止状态时系统内所 有微观籾子所具有的能虽之和。外储存能：也是系统储存能的一部分，取决于系 统匸质与外力场的相互作用（如重力位能）及以外 界为参考坐标的系统宏观运动所具有的能虽（宏观 动能）。这两种能址统称为外储存能。轴功：系统通过机械轴与外界传递的机械功称为 轴功。流动功（

16、或推动功）：、”|匸质在流进和流出控制 体界曲时，后面的流体推开前血的流体而前进这 样后面的流体对前血的流体必须作推动功。因此. 流动功是为维持流体通过控制体界面而传递的机 械功.它是维持流体正常流动所必须传递的能虽。焙：流动匸质向流动前方传递的总能虽中取决干 热力状态的那部分能址。对于流动工质，焰二内能+ 流动功，即焙具有能虽总义：对于不流动匸质，焙 只是一个复合状态参数。稳态稳流工况：工质以恒定的流址连续不断地进 出系统系统内部及界面上各点工质的状态参数和 宏观运动参数都保持一定，不随时间变化，称稳态 稳流工况。技术功：在热力过程中可被直接利用來作功的能 虽 称为技术功。动力机：动力机是利

17、用匚质在机器中膨胀获得机 械功的设备。压气机：消耗轴功使气体压缩以升商其压力的设 备称为压气机。9节流：流体在管道内流动.遇到突然变窄的断面, 由于存在阻力使流体斥力降低的现歛。2. 常用公式外储存能：宏观动能：重力位能:式中g重力加速度。系统总储存能：1 >2. W = " + -Q +gz23. E = U或幺=“（没有宏观运动，并且高度 为零 热力学能变化：1. 血=c、dT , u = cvdTI适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程2. Aw=tv.（r2 -7j）适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用定值比热计算）32“2Ah = Jcvdt = /cv

18、dt 一 Jcvdt = cvpr ；; -/2 一 j J 儿 /|00适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用 平均比热计算）4. 把cv = /（丁）的经验公式代入M =cxdT积1分。适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用 真实比热公式计算5. U = U、+ U = u八=zui =工叫1打由理想气体组成的混合气体的热力学能等干备组 成气体热力学能之和，各组成气体热力学能又可表 示为讥位质址热力学能与其质址的乘积。26. Az/ = - f pdvI适用于任何丄质，可逆过程。7. M=q适用于任何匸质，可逆定容过程281适用于任何丄质，可逆绝热过程。9"/=0

19、适用于闭口系统任何匸质绝热.对外不作功的 热力过程等热力学能或理想气体定温过程。10. U=Q-W适用于mkg质量工质,开口、闭口任何工质， 可逆.不可逆过程。11. " = q-w适用干lkg质址工质.开口.闭口.任何工质， 可逆.不可逆过程12. dll = &I fxlv适用干微元.任何工质可逆过程13. M M -即V热力学能的变化等于焰的变化与流动功 的差值。焙的变化：1. H=U + pV适用于m千克工质2 /=/ + pv适用于1千克匸质3 h = ii + RT = fUJ适用干理想气体24 dh = cpdT . A/ = f cpdT适用干理想气体的一切热

20、力过程或者实际气体的 定压过程5. M = Cp（l -TJ适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体 的定压过程.用定值比热讣算'2 *1 = cpdt = Jcpdt- Jcpdt = Cp订g t2-cpfn /|oo适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定 压过程用平均比热计算7. 把。厂巾）的经验公式代入Mi = cpdT 积分。适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的 定压过程.用真实比热公式计算8. H = H + H? HF Hn =H）= D叩片i=ii=i由理想气体组成的混合气体的焙等于各组成气体 焰之和.各组成气休焙又可表示为单位质虽焙与其质 虽的乘积。9.

21、热力学第一定律能虽方程翅彳站+討+弊2dm2 - I/?! + * C： + &可+ dE,适用干任何匸质任何热力过程。1 、10. dh = &/- dL 一 gdz- dvs适用于任何工质.稳态稳流热力过程11. dh =冈一5叫适用于任何工质稳态稳流过程忽略匸质动能和 位能的变化。212. M = q vdpi适用于任何匚质可逆、稳态稳流过程.忽略工质动 能和位能的变化。13. A/i = -fvdpI适用于任何工质可逆.稳态稳流绝热过程.忽略匸 质动能和位能的变化C14. M = q适用于任何工质可逆、稳态稳流定圧过程，忽略匸 质动能和位能的变化c15. A/? = 0

22、适用于任何工质等焰或理想气体等温过程。爛的变化：1- T字F 适用于任何气体，可逆过程。2 As =+Sf为熾流，其值可正、可负或为零：$£为 爛产，其值恒大于或等于零。3. As- = cr In （理想气体、可逆定容过程）4Av = 6- 111 （理想气体、可逆定圧过程） 卩T5. As = /?ln- = /?ln-（理想气体、可逆vi Pz定温过程）6. Av = 0 （定爛过程）CVvd = cn丄+ R In丄 7 v,=c In -=-/? In ”八Pi=c In 匕 + cv In viPi适用于理想气体、任何过程功量：膨胀功（容积功）:21. <5vv=

23、pdv 或 w = j pdv适用于任何工质、可逆过程2. vv=O适用干任何匸质、可逆定容过程3 W=/（V2-X）适用干任何丄质、可逆定压过程4 vv = RT Invi适用于理想气休、可逆定温过程5. w = g-4f适用于任何系统.任何工质，任何过程。6 w = q适用于理想气体定温过程。7. vv=-Az/适用于任何气体绝热过程。28. w = -fCxdTI适用于理想气体.绝热过程9.适用于稳态稳流、微元可逆热力过程25= -f vdpI适用于稳态稳流、可逆过程热盘:1. & = TdS适用于任何匸质、微元可逆过程。19-p2v2)k 一 1k 一 1适用于mkg质量任何工

24、质,开口.闭口，可逆、22. q = Tds适川于任何工质、可逆过程3 Q = jU+WRT1-k-适用于理想气体.可逆绝热过程10.不可逆过程4(/ = Aiz + w适用于lkg质址任何工质，开口.闭口.可逆、 不可逆过程5. & = du + pdv适用于微元，任何工质可逆过程。7.26. (/ = Aw + J pdvi适用于任何工质可逆过程。1&Q =人 + C； + gZr 5叫-< 2 >适用于理想气体、可逆多变过程 流动功：=P2V2 T1V1推动lkg匸质进、出控制体所必须的功。技术功：1. Wf = *+ gAz + ws热力过程中可被直接利用來

25、作功的能虽，统称为技 术功。2. 列=+ de1 + g(fz+ 旳适用于稳态稳流、微元热力过程3. wt = w+ p2v2技术功等于膨胀功与流动功的代数和。4. 0U; = vdp适用于任何工质.任何系统，任何过程。&&/ = dh + - de2 + gdz+ 厶卩、2适用于微元稳态稳流过程适用于稳态稳流过程10 q = M适川于任何工质定容过程11. g=cv(:r2-i)适川于理想气体定容过程。12 q = M适用于任何丄质定压过程L3 q = Cp(T2-Tj适用于理想气体、定压过程14. <7 = 0适用于任何工质.绝热过程15-9=映2 _可）（工1）一

26、1适用于理想气体.多变过程第四草理想气体的热力过程及气体压缩1.基本概念分析热力过程的一般步骤：1 依据热力过程特性建 立过程方程式.P=f（V）:2确定初.终状态的基木状态参数：3. 将过程线表示在p-v图及T-s图上,使过程直观. 便于分析讨论。4汁算过程中传递的热虽和功虽。绝热过程：系统与外界没有热量交换情况下所进行 的状态变化过程，即&/ = 0或g = 0称为绝热过程。定墻过程：系统与外界没有热址交换情况下所进行 的可逆热力过程，称为定爛过程。多变过程：凡过程方程为pvtl =常数的过程，称为多变过程。定容过程：定虽11质容枳保持不变时的热力过程称 为定容过程。定压过程：定虽

27、匸质圧力保持不变时的热力过程称 为定压过程。定温过程：定虽匸质温度保持不变时的热力过程称 为定温过程。单级活塞式压气机工作原理：吸气过程.压缩过程、 排气过程.活塞每往返一次.完成以上三个过程。活塞式压气机的容积效率：活塞式斥气机的有效容 积和活塞排量之比.称为容积效率。活塞式压气机的余隙：为了安宜进.排气阀以及避 免活塞与汽缸端盖何的碰撞，在汽缸端盖与活塞行程 终点间留有一定的氽隙.称为余隙容枳，简称氽隙。最佳增压比：使蚩级压缩中间冷却压气机耗功报小 时，各级的増压比称为最佳増圧比。压气机的效率：在相同的初态及增压比条件下.可 逆圧缩过程中压气机所消耗的功与实际不可逆压缩过 程中压气机所消耗

28、的功之比.称为斥气机的效率。热机循环：若循环的结果是工质将外界的热能在一 定条件下连续不断地转变为机械能.则此循环称为热 机循环C气体主要热力过程的基本公式多变指数n：1"仇）ln（/v2）z级压气机.最佳级间升斥比：第五萃热力学第二定律1.基本概念热力学第二定律：开尔文说法：只冷却一个热源而连续不断作功的 循环发动机是造不成功的。克劳修斯说法：热不可能自发地、不付代价地从 低温物体传到高温物体。第二类永动机：从单一热源取得热虽，并使之完 全转变为机械能而不引起其他变化的循环发动机 称为第二类永动机。孤立系统：系统与外界之何不发生任何能虽传递 和物质交换.称为孤立系统。孤立系统埔增原

29、理：任何实际过程都是不可逆过 程，只能沿若使孤立系统爛增加的方向进行。定埔过程：系统与外界没有热虽交换情况下所进 行的可逆热力过程，称为定熾过程。热机循环：若循环的结果是匸质将外界的热能在 一定条件下连续不断地转变为机械能，则此循环称 为热机循环。制冷：对物休进行冷却，使其溫度低于周用环境 温度，并维持这个低温称为制冷。制冷机：从低温冷藏室吸取热虽:排向大气所用的 机械称为制冷机。热泵：将从低温热源吸取的热虽传送至商温暧室 所用的机械装豐称为热泵。理想热机：热机内发生的一切热力过程都是可逆 过程，则该热机称为理想热机。卡诺循环：在两个恒温热源间.由两个可逆定温 过程和两个可逆绝热过程组成的循环

30、.称为卡诺循 环。卡诺定理：1.所有工作干同温热源与同温冷源之间的一切可 逆循环，其热效率都相等，与采用哪种工质无关。2.在同富热源与同温冷源之间的一切不可逆 循环.其热效率必小于可逆循环。自由膨胀:气体向没有阻力空间的膨胀过程.称为 自由膨胀过程。2.常用公式爛的定义式:匸质埔变il算:式中：g一一工质流出系统的爛:A6 工质流入系统的爛。不可逆作功能力损失： W=7；3so 式中：T.一一环境温度：ASiso一一孤立系统埔增。As = » ，f tZs = 0匸质埔变是抬匸质从某一平衡状态变化到另一平衡状态爛的差值。因为爛是状态参数.两状态间的爛差对于任何过程，可逆还是不可逆都相

31、等。+ /ein 空V1理想气体、已知初、终态7卩值求ASo2.Il-zeinp2理想气体已知初、终态八P值求ASoV.P.3. & = cp In + cv In viR理想气休、已知初.终态巴V值求ASo4固体及液体的熾变计算：ds =mcdr5.热源爛变:克劳修斯不等式:<0任何循环的克劳修斯积分永远小于零可逆过程 时等于零。闭口系统埔方程：g =山叩+心.时或心=土 X1=1式中：A 5丸一一系统爛变：G一一坏境爛变：2一一某子系统爛变。开口系统埔方程：5 = $辟 + 加 + mlS2 _ 2l第八萃湿空气1.基本概念湿空气：干空气和水蒸气所组成的混合气体。饱和空气：干

32、空气和饱和水蒸气所组成的混合气 体。未饱和空气：干空气和过热水蒸气所组成的混合 气体。绝对湿度：每立方米湿空气中所含有的水蒸气质 So饱和绝对湿度：在一定温度下饱和空气的绝对湿 度达到最大值.称为饱和绝对湿度相对湿度：湿空气的绝对湿度Q.与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度ps的比值含湿虽（比湿度）：在含有lkg干空气的湿空气中, 所混有的水蒸气质虽饱和度：湿空气的含湿虽/与同温下饱和空气的 含湿虽丛的比值湿空气的比体枳：在一定温度r和总斥力P下， lkg干空气和0ooid水蒸气所占有的体积湿空气的 焙：lkg下空气的焰和0. 001 deg水蒸气的焰的总 和。第十一章制冷循坏1.基本概念制冷：对

33、物体进行冷却.使其温度低于周隔环境 的温度.并维持这个低温称为。空气压缩式制冷：将常温下较商斥力的空气进行 绝热膨胀，获得低温低压的空气。蒸汽喷射制冷循环：川引射器代替压缩机來压缩 制冷剂，以消耗蒸汽的热能作为补偿來实现制冷的 目的。蒸汽喷射制冷装置：由锅炉、引射器（或喷射器、 冷凝器、节流阀.蒸发器和水泵等组成。吸收式制冷：利用制冷剂液体气化吸热实现制冷.它是直接利 用热能驱动.以消耗热能为补偿将热虽从低温物体转 移到环境中去。吸收式制冷采用的匸质是两种沸点相 差较大的物质组成的二元溶液，其中沸点低的物质为 制冷剂，沸点商的物质为吸收剂。热泵：是一种能源提升装宜.以消耗一部分岛位能 （机械能

34、、电能或尚温热能等）为补偿，通过热力循环 把环境介质（水、空气.土壤中贮存的不能直接利用 的低位能址转换为可以利用的高位能。彩响制冷系数的主要因素：降低制冷剂的冷凝温度 （即热源温度）和提商蒸发温度（冷源溫度）.都可使 制冷系数増高。2.常用公式制冷系数：_收获_ %习消耗空气压缩式制冷系数求空气的折合分子虽、气体常数、容枳成分及在标 准状态下的比容和密度。解：折合分子虽1气体常数1 1或卡诺循环的制冷系数:102320?76813228/? = J=8314M 28.86容积成分=28. 86=288 J /(kg K)ro. =gM/Mo2=209% g =1-20. 9% =79. 1%

35、标准状态下的比容和密度M 28.86,P =1. 288 kg /nf22.422.41 ,V = =0. 776 m/kgP2-18 （1）天然气在标准状态下的密度：（2）幹组成气体在标准状态下的分压力。解：（1）密度5/ = =（97x16+ 0.6x30 +0.18x44+ 0.18x58 +0.2x44+1.83x28）/100习题答案2- 5十外界为标准状态时.一鼓风机每小时可送300 n?的空气，如外界的温度増舟到27C.大气压降低到 99. 3kPa,而鼓风机每小时的送风虽:仍为300 m问鼓 风机送风址的质址改变多少？解：同上题.° v n2 pL 300严3 101

36、.325.R T2 T1 287 300273=41. 97kg2-14如果忽賂空气中的稀有气体，则可以认为其质虽成分为go? = 23.2% . gN2 = 76.8% c 试= 16.48M 16.48 crs z 3Pq = O.736kg/m22.422.4(2) 各组成气体在标准状态下分压力因为:Pi =ppCH4 = 97%* 101 .325 = 98. 285kPa3- 8容积由隔板分成两部分，左边盛有压力为 600kPa.温度为27C的空气，右边为真空，容积为 左边5倍。将隔板抽出后，空气迅速膨胀充满整个 容器。试求容器内最终尿力和温度。设膨胀是在绝 热下进行的。解：热力系：

37、左边的空气系统：整个容器为闭口系统过程特征：绝热，自由膨胀卩2 =V2 V2 6根据闭口系统能虽方程Q=U+W绝热0 = 0自由膨胀w=oI大I此AU=0对空气可以看作理想气休.其内能是温度的収值函数，得mcr (T2 门)=0 => T2 = T1 = 300 K根据理想气休状态方程3-9 一个储气罐从斥缩空气总管充气，总管内压缩空 的输入功率为ik叭设整个装迓与外界绝热。试讣 算：(1)风机出口处空气隘度：(2)空气在加热 器中的吸热址：(3)若加热器中有阻力，空气通 过它时产生不可逆的摩擦扰动并帯來压力降.以上 计算结果是否正确？解：开口稳态稳流系统(1)风机入口为LC则出口为b

38、c一 5<21000mCpai = (9 => AT =rmCp 0.56 x 1.006 xlO31.78°C/2 = " + Ar = l78°c空气在加热器中的吸热虽Q = mCpT = 0.56x 1.006x(250-1.78)Q = m cvAT = mRT2 RTp2v- pv气参数恒定，为500 kPa. 25°Cc充气开始时，罐内空气参数为100 kPa. 25*Co求充气终了时罐内空气 的温度c设充气过程是在绝热条件下进行的c解：开口系统特征：绝热充气过程匸质：空气(理想气体)根振开口系统能虽方程.忽略动能和未能同时没有

39、轴功.没有热址传递°0 = m2h2 - niOhO + clE没有流出工质m2=0dE=dU= (mu)皿一 (mu)说终态丄质为流入的匸质和原有工质和m0= 138. 84kW(3) 若加热有阻力，结果1仍正确：但在加热器中 的吸热址减少。加热器中Q = /?2-/?1 = h2 + P2v2 -(i/l + PM).p2减小故吸热减小。3-17 解：等容过程m<v：meviU8vi=mOhO= 37. 5kJUcv>:CvT2hO=cPTO3-18 解：定压过程UcrCvTlpWDkvl=RTp2VDUvc =RT2代入上式(1)整理得n= =inRT2=4324K

40、2068 .4x103x0.031x287=216. 2K=398. 3KT0kTT2T2 =n +(/iTo-n)内能变化：At/ = mcxAt = 1 x (1.01 0.287) x 216.2= 156. 3kJ焙变化：AH= = 1.4xl56.3 = 218 8 kJs-10 供暖用风机连同加热器.把温度为门=09的冷空气加热到温度为2 = 250©然后 送入建筑物的风道内，送风虽为0. 56kg/s,风机轴上功虽交换：V2 = 2U1 = OO6F 爛变：As = cn In + cv In =o. 82 x"vl 1 pa、JKkgK)w = J pdV =p(yi -VI) = 206&4 X 0.03 =62.05kJ热虽交换：Q = At/ +W = i56.3 + 62.05 =218.35 kJ4-1