能量与热力学第一定律(作业).ppt

1、第二章 能量与热力学 第一定律,一、是非题 ， ， ； ， ； ； .,二、选择题 c ； a1 ， a2 ； b ； a , a ， c ， c .,2-2为了确定高压下稠密气体的性质，取2kg气体在25 MPa下从350K定压加热到370K，气体初终状态下的容积分别为0.03m3及0.035m3，加入气体的热量为700KJ，试确定初终状态下的内能之差。,解：,定压下加热,2-41kg空气由p1=1MPa、t1=500膨胀到p2=0.1MPa、t2=500，得到热量506kJ，作容积变化功506 kJ 。又在同一初态及终态间作第二次膨胀，仅加入热量39.1kJ， 求：（1）第一次膨胀中空气热

2、力学能增加多少？ （2）第二次膨胀中空气热力学能增加多少？ （3）第二次膨胀中空气作了多少功？,解：取空气为闭系,（1）第一次膨胀中空气内能变化量,（2）第二次膨胀中空气内能的变化量,由于在同一初态及终态间作第二次膨胀，而内能为态函数，故,（3）第二次膨胀中空气作容积变化功,2-8某蒸汽动力厂中，锅炉以 的蒸汽供给汽轮机。汽轮机进口处压力表上读数为9MPa，蒸汽的比焓为3440kJ/kg ，汽轮机出口处真空表上读数为730.6mm汞柱高，当时当地大气压是760mm汞柱高，出口蒸汽的比焓为2245 kJ/kg，汽轮机对环境放热 。问：汽轮机进出口蒸汽的绝对压力各是多少？若不计蒸汽进出口的宏观动能

3、的差值和重力位能的差值，汽轮机的功率是多少(KW)？进出口处蒸汽的速度分别为70m/s及140m/s时，对汽轮机的功率影响有多大？若进出口的高度差为1.6m，问对汽轮机的功率有多大影响？,解：,取汽轮机为开系，蒸汽流经汽轮机作稳定流动。,汽轮机进口处蒸汽的绝对压力,汽轮机出口处蒸汽的绝对压力,不计汽轮机进出口处蒸汽动能的差值和重力位能的差值，汽轮机的功率,考虑汽轮机进出口处流速的动能差值，对汽轮机功率的影响，使汽轮机 减小功率,考虑汽轮机进出口的高度差,，使汽轮机改变功率,2-9某冷凝器内的蒸汽压力为0.08at，蒸汽以100m/s的速度进入冷凝器，其焓为500 kcal/kg，蒸汽冷却为水后

4、其焓为41.6kcal/kg，流出冷凝器时的速度为10m/s，问每千克蒸汽在冷凝器中放出的热量是多少（kJ）？,解：取冷凝器为开系，蒸汽作稳定流动，忽略重力位能的差值,即每千克蒸汽在冷凝器中放热量为1924.2 kJ。,2-10某燃气轮机装置如图2-19所示。已知h1=286kJ/kg的燃料和空气的混合物，在截面1处以20m/s的速度进入燃烧室，并在定压下燃烧，使工质吸入热量q=879kJ/kg，燃烧后燃气进入喷管绝热膨胀到状态3，h3=502kJ/kg，流速增加到cf3，此后燃气进入动叶，推动转轮作功。若燃气在动叶中的热力状态不变，最后离开燃气轮机的速度cf4=150m/s。求： 燃气在喷管出口的流速cf3; 每千克燃气在燃气轮机中所作的功； 燃气流量为5.23kg/s时，燃气轮机的功率（kW）。,解：,图2-19,燃气流速cf3,取截面1至截面3的空间作热力系，忽略重力位能的差值，稳定流动能量方程为,因 ，故,每千克燃气作功,取截面3至截面4作热力系，燃气的热力状态不变，稳定流动能量方程为,其中， ，,燃气轮机功率N,2-11流速为500m/s的高速空气流，突然受阻后停止流动。如滞止过程进行迅速，以致气流在受阻过程中与外界的热交换可以忽略不计，问在滞止过程中空气的焓变化了多少？,解：稳定流动能量方