工程热力学-总复习习题课.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,闭系能量方程总结：,m kg,工质经过有限过程,m kg,工质经过微元过程,1 kg,工质经过有限过程,1 kg,工质经过微元过程,注意上述方程的使用前提,:,系统无宏观动能和宏观势能变化,!,1-3-9,物理意义 适用范围,以技术功的形式表达稳定流能量方程,一般形式过程可逆,式中,Vnmol,气体所占有的,容积，,m,3,；,n,气体的摩尔数，,mol,，,理想气体状态方程,式中,p,绝对压力,Pa,比容,m,3,/kg,T,热力学温度,K,适用于,1,千克理想气体。,式中,V,质量为,mkg,气体所占,的容积,适用于,m,千克理想气体。,式中,V,M,=M,v,气体的摩尔容,积，,m,3,/mol,；,R,0,=MR,通用气体常数，,J/molK,适用于,1,摩尔理想气体。,适用于,n,摩尔理想气体。,1。,基本概念：,（,1）汽化、凝结（2）饱和状态（饱和温度、饱和压力）,（3）过冷度（过冷水）、过热度（过热蒸汽）,（4）液体热、过热热、汽化潜热、干度、临界点,（5）一点、两线、三区、五态,2。基本原理：,（,1）,水的定压汽化过程,(三个阶段：定压预热、定压汽化、定压过热）,（2）水,蒸汽的,P-V图、T-S图(,一点、两线、三区、五态,),（3）水蒸气表,a、饱和水（用,表示）和饱和水蒸汽表（用,”,表示）,b、未饱和水和过热水蒸气表(热力学能用 U=h-PV 来计算),c、湿蒸汽用：Y x=X Y,”,+(1-X)Y,来计算,（4）h-S图（定压线P、定温线T、定干度线X）,3。水蒸汽的热力过程和应用,(1),定容过程（2）定压过程（3）定温过程（4）绝热过程,计算步骤：a、由两初态查表或图 b、确定终态并查表 c、计算 q w w,t,h S 等。,水蒸气,小结：,任 务：确定初终态参数；计算过程中的功和热。,热力过程：,定容,、,定压,、,定温,和,绝热,四种,第一定律与第二定律表达式均成立,理想气体特有的性质和表达式不能用,可逆,注意与理想气体过程的区别：,水蒸气的基本热力过程,过程方程,过程,等容,等压,等温,绝热,W,=0,对外做功,吸收热量,内能增量,W=,P,(,V,2,V,1,),或,或,解,:,例,1.,如图一定量的理想气体自同一状态,a,，分别经,ab,，,ac,，,ad,三个不同的准静态过程膨胀至体积均为,V,2,的三个不同状态，已知,ac,为绝热线，则：,(),(A)ab,必放热,(B)ab,必吸热,(C)ad,可能是等温过程,a,V,1,O,P,V,V,2,b,c,d,绝热线比等温线陡,a,d,不可能是等温线,考虑正循环,abca,在整个循环中,系统对外做净功,则系统从外界吸收净热量,Q,=,W,0,否定,(C),又,即,a,b,必吸热。（,排除,A,选,B,）,a,V,1,O,P,V,V,2,b,c,d,11,例,2.,如图一定量的理想气体从相同的初态,A,分别经准静态过程,AB,、,AC(,绝热过程,),及,AD,到达温度相同的末态，则气体吸,(,放,),热的情况,(B ),(A)AB,吸热,AD,吸热,(B)AB,放热,AD,吸热,(C)AB,放热,AD,放热,(D)AB,吸热,AD,放热,V,O,P,B,A,C,D,V,O,P,B,A,C,D,解,:,比较曲线下的面积可知,而,B,，,C,，,D,处在同一等温线上，,即,所以，,于是,选,(B),U,只与,T,有关，,(,绝热过程,),例,3.,图为,1mol,单原子分子理想气体的循环过程，其中,ab,是等压过程，计算：,(1)ab,，,bc,，,ca,过程中的热量变化,(2),经一循环后的总功,(3),循环效率,b,600,T,(,K,),44.8,c,V,（升）,a,22.4,0,解,:,i=,3,C,V,=3R/2=12.47 Jmol,-1,k,-1,C,P,=5R/2=20.78 Jmol,-1,k,-1,，,n,=1,(1)ab,是等压过程,由,V,a,/T,a,=V,b,/T,b,得,T,b,=V,b,T,a,/V,a,=300k,300,Q,ab,=,C,P,(T,b,T,a,),=20.78(300,600),=,6234(J),bc,是等容过程,ca,是等温过程,Q,ca,=W,ca,=RT,a,ln(V,a,/V,c,)=8.31600ln2,=3456(J),Q,2,=|Q,ab,|=6234(J),(3),Q,1,=Q,bc,+Q,ca,=7197(J),=1,Q,2,/Q,1,=1,6234/7179=13.4%,或,=A/Q,1,=963/7197=13.4%,(2),W=Q=Q,ab,+Q,bc,+Q,ca,=963(J),Q,bc,=n C,V,(T,c,T,b,)=12.47300=3741(J),例,5,、一定量的理想气体经历一准静态过程后，内能增加，并对外作功则该过程为：,(),(A),绝热膨胀过程,(B),绝热压缩过程,(C),等压膨胀过程,(D),等压压缩过程,解,:,对外作功，体积必膨胀，排除,(B),、（,D,）,绝热膨胀过程，内能必减少，排除（,A,）,选,(C),例,6,P=0.5Mpa，v=0.36m,3,/kg,，确定状态，并求出温度、比焓、比热力学能和比熵。,查饱和水与饱和蒸汽表,t,s,=151.85,C,，,v,=0.0010928m,3,/kg，,v,”,=0.37481m,3,/kg,解：,湿蒸汽,h,=640.1kJ/kg，h,”,=2748.5kJ/kg,s,=1.8604kJ/(kg,K),，,s,”,=6.8215kJ/(kg,K),例,3.2,10,-2,kg,氧气作,ABCD,循环过程。,A,B,和,C,D,都为等温过程，设,T,1,=300 K,，,T,2,=200 K,，,V,2,=2,V,1,。,求循环效率。,D,A,B,C,T,1,=300K,T,2,=200K,V,2,V,1,V,p,解：,吸热,放热,吸热,放热,D,A,B,C,T,1,=300K,T,2,=200K,V,2,V,1,V,p,