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文档简介
有时问题叙述方式也会影响解题的简洁性例1.5:一竖直气缸,截面积A=6450mm2,内置一重100N活塞,通过管道、阀门与气源相通,见下图。起初活塞在底部,打开阀门,空气缓缓流入,当活塞上移至L=0.6m时阀门关闭,这时气缸内空气温度为30℃。已知输气管中空气参数保持一定,pL
=0.15MPa,tL=90℃。活塞与缸壁间无磨擦损失,大气压力p0
=0.1013MPa。求活塞上升过程中比定压热容1005J/(kg·K)】【气体:比定容热容718J/(kg·K);(1)气缸内气体压力;(2)气缸中气体对外作出的功;(3)气缸中气体对外作出的有用功;(4)气体吸收的热量。解:按问题描述,一般求解时通常会选取气缸内部气体为系统但对(1)、(2)和(3)问,可直接通过观察得到结果(1)气缸内气体压力就是外界的作用力且为定压过程(2)对外作出的功(3)气缸中气体对外作出的有用功活塞位能增量(4)气体吸收的热量此问必须要取系统,开口系理硕教育—专注于北理工考研辅导本资料由理硕教育整理,理硕教育是全国唯一专注于北理工考研辅导的学校,相对于其它机构理硕教育有得天独厚的优势。丰富的理工内部资料资源与人力资源确保每个学员都受益匪浅,确保理硕教育的学员初试通过率89%以上,复试通过率接近100%。放热!VA=3m3例1.6:容器A和B内装有空气,参数见图。容器B中空气的质量与A中相同。用空气缩压机将容器A中空气全部抽空送到容器B。设抽气过程A和B的温度保持不变。已知环境温度为27℃,压力0.1MPa。求:(1)空气压缩机消耗的最小功;(2)容器A抽空后,打开旁通阀门,使两容器内空气压力平衡,空气温度仍保持27℃,求该不可逆过程中气体的有效能损失。解:采用分步取系统取A+B中空气为系统过程等温:(1)取A+B+压气机为系统最小耗功在可逆下完成,有效能损失为0这就是压气机消耗的最小功。(2)有效能损失这就是有效能损失量。2.物性问题类:例2.1:对于二氧化碳气体,若已知在0~600℃范围内其平均定压比热容为1.040kJ/(kg·K),在0~400℃范围内其平均定压比热容为0.983kJ/(kg·K)。问它在400~500℃范围内的平均定压比热容和平均定容比热容各为多少?0~600℃0~400℃400℃~500℃由于本题中,比热的变化并不是很大,所以500℃时的焓近似可取:解:例题2.2:已知混合气体各组分的摩尔分数为:二氧化碳0.4,氮气0.2,氧气0.4。将该混合气体在定压条件下由300K加热到700K,问每kg混合气体需要的加热量为多少?(按气体的热力性质表计算)。混合气体的当量比热容为多少?热力学能变化多少?解:先计算1kmol混合气体的加热量。因为是定压过程,所以加热量等于气体的焓的变化量。查附表8:先取1kmol混合气体需要的加热量:比定压热容:比定容热容:热力学能变化:例题2.3:
1kg空气分两种情况进行热力过程,均作膨胀功300kJ。一种情况下,吸热380kJ;另一种情况下吸热210kJ。问两种情况下空气的热力学能变化多少?若两种过程都是多变过程,求多变指数,并将两个过程在同一p—v图和T—s图上绘出。(按定值比热容计算)Δu=q+wΔu1=380-300=80kJ/kgΔu2=210-300=-90kJ/kg
查附表cV=0.717kJ/kg·KRg=0.287kJ/kg·Kk=1.4
ΔT1=Δu1/cV=80/0.717=111.6KΔT2=Δu2/cV=-90/0.717=-125.5K
2)多变指数过程初终状态参数?
多变过程膨胀功表达式中需要有多变指数能量守恒:解:1)按第一定律观点
比热容的原始定义:
第一类和第二类问题需要关注思考题和习题:思1-12、思2-4、思2-13;习2-7、习3-8、习3-16习3-21、习4-2、习4-
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