1、解：,2、如图，气缸内充以空气，活塞及负载195kg，缸壁充分导热，取走100kg负载，待平衡后，求：,（1）活塞上升的高度,（2）气体在过程中作的功，已知,解：取缸内气体为热力系闭口系。,首先计算状态1及2的参数：,分析：突然取走100kg负载， 气体失去平衡，振荡后最终建 立新的平衡。虽不计摩擦，但 由于非准静态，故过程不可逆， 但仍可应用第一定律解析式。,过程中质量m不变,据,由于m2=m1,？,不可逆,外力,注意：活塞及其上重物位能增加,向上移动了5cm，因此体系对外力作功,且 T2=T1,3、如图，已知活塞与气缸无摩擦，初始时p1=pb，t1=27 缓缓加热，使,若m=0.1kg，缸
2、径=0.4m ，空气,求：过程加热量Q,解：,据题意,可以求出；,W弹,W斥,4、充气问题,解：取A为CV.,容器刚性绝热,忽略动能差及位能差，则,若容器A为刚性绝热 初态为真空，打开阀门 充气，使压力p2=4MPa 时截止。若空气u=0.72T 求容器A内达平衡后温度 T2及充入气体量m。,非稳定开口系,由,或 流入：hinmin流出： 0内增：u m,解：分别对启动前后气瓶中的空气应用理想气体状态方程，有,由于,因此，有,即,代入已知数据，得,因此，用去的空气质量为,6、1kg空气从0.1MPa，100变化到0.5MPa，1000 求：1）,2）,解：空气、压力不太高，作理想气体处理,a)
3、取定值比热容,b)取平均比热直线查表,c)取平均比热表,查表,定比热: u=646.2kJkg; h=904.5kJ/kg,平均比热直线 : u=729.9kJkg; h=988.1kJ/kg,平均比热表: u=732.1kJ/kg; h=990.4kJkg,注: 定比热误差较大,7、某种理想气体作自由膨胀， 求：s12。,解：1）因容器刚性绝热，气体作自由膨胀,即T1=T2,0,又因为是闭口系，m不变，而V2=2V1,0,上述两种结论哪一个对？为什么？,?,结论：1）,必须可逆,2）熵是状态参数，故用可逆方法推出的公式也可用于不可逆过程。,3）不可逆绝热过程的熵变大于零。,8、0.5kmol
4、某种单原子理想气体 ，由25，2m3可逆 绝热膨胀到1atm，然后在此状态的温度下定温可逆压缩回到2m3。1）画出各过程的p-v图及T-s图； 2）计算整个过程的Q，W，U， H及S。,2）先求各状态参数,解：1）,等温过程 ：热量=膨胀功=技术功,放热,9、封闭气缸中气体初态p1=8MPa，t1=1300，经过 可逆多变膨胀过程变化到终态p2=0.4MPa，t2=400。 已知该气体的气体常数Rg=0.287kJ/(kgK)，试判断气体在该过程中各是放热还是吸热的？比热容为常数，cV=0.716 kJ/(kgK),解：1到2是可逆多变过程，对初，终态用理想气体状态方程式有,所以多变指数,多变
5、过程膨胀功和热量,故是吸热过程,10、某理想气体经历4个过程，如T-s图 1）将各过程画在p-v图上； 2）指出过程加热或放热，膨胀或压缩。,解：1-3,1-2,1-4,1-5,11、如图，某种理想气体有两任意过程a-b和a-c，已知b，c在同一可逆绝热线上，试问：uab和uac哪个大？,解：,考虑过程b,c,12、利用孤立系统熵增原理证明下述循环发动机是不可能制成的: 它从167的热源吸热1000kJ向7的冷源放热568kJ，输出循环净功432kJ。,证明：取热机、热源、冷源组成闭口绝热系,所以该热机是不可能制成的,13、某项专利申请书上提出一种热机，它从167的热源接受热量，向7冷源排热，
6、热机每接受1000kJ热量，能发出0.12kWh的电力。请判定专利局是否应受理其申请，为什么？,解：从申请是否违反自然界普遍规律着手,故不违反第一定律,根据卡诺定理，在同温限的两个恒温热源之间 工作的热机，以可逆机效率最高,违反卡诺定理，所以不可能,14、气缸内储有1kg空气，分别经可逆等温及不可逆等温，由初态p1=0.1MPa，t1=27压缩到p2=0.2MPa，若不可逆等温压缩过程中耗功为可逆压缩的120%，确定两种过程中空气的熵增及过程的熵流及熵产。（空气取定比热， t0=27 ）,解：可逆等温压缩,不可逆等温压缩：,由于初终态与可逆等温压缩相同,15、某循环在700K的热源及400K的冷源之间工作，如图，试判别循环是热机循环还是制冷循环，可逆还是不可逆?,解：,不可能,设为制冷循环：,符合克氏不等式，所以是不可逆制冷循环,方法1：设为热机循环,方法2：设为热机循环,设为制冷循环,注意：1）任何循环（可逆，不可逆；正向，反向）第一定律都适用。故判断过程方向时仅有第一定律是不够的；2）热量、功的“+”、“-”均基于系统，故取系统不同可有正负差别；3）克氏积分,中，,不是工质微元熵变,
