北京理工大学815工程热力学考研2

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－