yQx过程热量Q(kJ)膨胀功W(kJ)10x11-a-2-7-42-b-121-c-2x2解：闭口系统。使用闭口系统能量方程(1)对1-a-2和 2-b-1组成一个闭口循环，有80=fow即10+（-7）=x1+（-4)x1=7 kJ一个闭口循环(2)对1-c-2和2-b-1也组成x2+ (-7) =2+ (-4)x2=5 kJ(3)对过程2-b-1，根据Q=AU+WAU = QW = -7 -(-4) = 3 kJ3-6一闭口系统经历了一个由四个过程组成的循环，试填充表中所缺数据。过程Q (kJ)w (k)AE (kJ)1~201100110002~3100-10003~4-950-950Lo4~550-50解：同上题3-7解：热力系：1.5kg质量气体p=av+b闭口系统，状态方程：AU =1.5[(1.5 p2v2 85) -(1.5 plvl 85)] =90kj由状态方程得1000=a*0.2+b
200=a*1.2+b解上两式得：a=-800b=1160则功量为2W =1.5[ pdv=1.5[}(-800)2-1160/16221=900kJ过程中传热量Q=AU+W=990kJ3一8容积由隔板分成两部分，左边盛有压力为600kPa，温度为27℃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。试求容器内最终压力和温度。设膨胀是在绝热下进行的。解：热力系：左边的空气系统：整个容器为闭口系统过程特征：绝热，自由膨胀根据闭口系统能量方程Q=AU+W绝热Q=0自由膨胀W=0因此△U=0对空气可以看作理想气体，其内能是温度的单值函数，得mc(T2-T1)=0=T2=T1=300K根据理想气体状态方程RT2_pIV11p2=plV2V26=100kPa3-9二个储气罐从压缩空气总管充气，总管内压缩空气参数恒定，为500kPa，25℃。充气开始时，罐内空气参数为100kPa，25℃。求充气终了时罐内空气的温度。设充气过程是在绝热条件下进行的。解：开口系统特征：绝热充气过程工质：空气（理想气体）根据开口系统能量方程，忽略动能和未能，同时没有轴功，没有热量传递。0=m2h2-mOh0+dE没有流出工质m2=0dE=dU=(mu)cv2-(mu)evl终态工质为流入的工质和原有工质和m0=mcv2-mcvlmcv2 ucv2-mcvlucv1=mOho(1)h0=cpTO
ucv2=cvT2ucvl=cvT1plvmcvl= RT1p2Vmcv2= RT2代入上式(1)整理得kTIT2T2=TI+(KTO-TI) PIp2 =398.3K供暖用风机连同加热器，把温度为11=0℃的冷空气加热到温度为12=250℃，然后送入建3-10筑物的风道内，送风量为0.56kg/s，风机轴上的输入功率为1kW，设整个装置与外界绝热。试计算：（1)）风机出口处空气温度：（2）空气在加热器中的吸热量；（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带来压力降，以上计算结果是否正确？解：开口稳态稳流系统Q1000mCpAT=Q=△T=-0.56x1.006x103mCp（1）风机入口为0℃则出口为1.78℃t2=t1+At=1.78c空气在加热器中的吸热量Q= inCpAT=0.56x1.006x(250-1.78)=138.84kw(3)若加热有阻力，结果1仍正确：但在加热器中的吸热量减少。加热器中Q=h2-hl=u2+P2v2-(ul+Plvl)），p2减小故吸热减小。3-11一只0.06m3的罐，与温度为27℃、压力为7MPa的压缩空气干管相连接，当阀门打开，空气流进罐内，压力达到5MPa时，把阀门关闭。这一过程进行很迅速，可认为绝热。储罐的阀门关闭后放置较长时间，最后罐内温度回复到室温。问储罐内最后压力是多少？解：热力系：充入罐内的气体由于对真空罐充气时，是恰变内能的过程mh =muT=TO= kTO=1.4x300=420KCv罐内温度回复到室温过程是定容过程T2300PI=x5p2=T420=3.57MPa
压力为1MPa和温度为200℃的空气在一主管道中稳定流动。现以一绝热容器用带阀门的管道与3-12它相连，慢慢开启阀门使空气从主管道流入容器。设（1）容器开始时是真空的：（2）容器装有一个用弹簧控制的活塞，活塞的位移与施加在活塞上的压力成正比，而活塞上面的空间是真空，假定弹簧的最初长度是自由长度：（3）容器装在一个活塞，其上有重物，需要IMPa的压力举起它。求每种情况下容器内空气的最终温度？解：（1）同上题T = kT0 =1.4× 473 = 662K=389 C(2) h=u+wh=cpTOL=kp-pAdlpAkdp :P=DV-RTW=-=kpAp22CpTO=T- C+0.5R552K=279℃同（2）只是W不同W=[pdV=pV=RTCpTO=TO=T= C, +R473K=200℃解：W=-Ah3—13h=C,△T对理想气体u=c,AT3-14解：（1）理想气体状态方程T1p22=T2=2*293pl=586K（2）吸热：plV_RQ=mc,AT=ATRT1k-1=2500kJ3-15解：烟气放热等于空气吸热1m3空气吸取1.09m3的烟气的热Q=1.09×245=267kJ
267QAf =1.293x1×1.01=205℃pvct2=10+205=215℃mlhl+m2h2=(ml+m2)h33-16解：h=c,T代入得：120*773+210×473mlcT1+m2cT2T=!330(ml +m2)c=582K=309℃3-17解：等容过程cpk :C,-R1.4RT2-RT1p2-plvQ=mc,AT=mk-1k-1=37.5kJ3-18解：定压过程plV_20684×10°×0.031×287TI= mR=216.2KT2=432.4K内能变化：AU=mc,At=1x(1.01-0.287)×2162=156.3kJ焰变化：AH=kAU=1.4×156.3=218.8kV2=2V1=0.06m3功量交换：W=[pdV=p(V2-V1)=2068.4×0.03=62.05kJQ=△U+W=1563+62.05热量交换：=218.35 kJ第四章理想气体的热力过程及气体压缩411kg空气在可道多变过程中吸热40kJ，其容积增大为V2=10v1，压力降低为P2=p1/8，设比