1、希望同学们不要全部照抄，对照答案认真写，我也是在网上找的答案，答案可能有错，加油、 、 、图片是后五题的截图第 5 章 热力学第二定律5.1 已知状态 p1=0.2MPa，T 1=300K 的 1kg 空气，向真空容器作绝热自由膨胀，终态压力为 p2=0.1MPa。求作功能力损失 AL。 （设环境温度为 T0=290K）解: K2.36).2()()( 412121 Tkk )kg(1.02J/.ln875.ln9lnlMs 611 pRcgpgJ8.30.S0LA5.2 三个刚性物体 A、B、C 组成的封闭绝热系统，其温度分别为 TA=200K、TB=400K、TC=600K ，其热容量(m
2、c)分别为(mc)A=10J/K、(mc)B=4J/K、(mc)C=6J/K 。试求： 三个物体直接接触传热达到热平衡时的温度 Tx，并求此过程封闭绝热系统相应的总熵变； 三个物体经可逆热机而达到热平衡时的温度 Tm，及此过程所完成的总功量 Wnet。解： 能量平衡方程： )()()() xCBxAx TmcTcTmc K3602014620146 ABcx)kg/(.4J63ln4l3ln1 )()()( CBATmcTmSxxx 设过程中，A,B,C 温度分别为 xx321，A 的熵变： B 的熵变：xAxTdcQds,1)( xBxTdcQds,2,2)(C 的熵变： xCxm,3,3A
3、 的总熵变： 1,11ln)(cSxATpB 的总熵变： 2,22TdBxTxC 的总熵变： 3,33ln)(TmcdSxCxTpx 0iso0210ln64132Txx 163421Txx 642634Tx5.3 一台在恒温热源 T1 和 T0 之间工作的热机 HE，作出的循环净功 Wnet 正好带动工作于 TH 和 T0 之间的热泵 HP，热泵的供热量 QH 用于谷物烘干。已知 T1=1000K，T H=380K， T0=290K，Q 1=100kJ。若热机效率 t=45%，热泵制热系数 H=3.5，求：热泵的供热量 QH；设 HE 和 HP 都以可逆机代替，求此时的 QH；计算结果 QH
4、Q1，表示冷源中有部分热量传入温度为 TH 的热源，此复合系统并未消耗机械功而将热量由 T0 传给了 TH，是否违背了第二定律？为什么？解： 45kJ10%t1t Wnet.7.3HHnetnetQ 71029tTkJ.t.4380H2971.WQ这并不违背热力学第二定律，以(1)为例，包括热源，冷源，热机，热泵的一个热力系统并不消耗外功，但是 ， ，就是说虽然kJ5402netR .5kJ124.7H1netWQ经过每一循环，冷源 T0 吸入热量 55kJ，放出热量 112.5 kJ，净传出热量 55kJ 给 TH 的热源，但是必须注意到同时有 112.5 kJ 惹来那个子高温热源 T1 传
5、给低温 TH 的热源，所以 55kJ 热量自低温传给高温(T 0 TH)是花了代价的，这个代价就是 112.5kJ 热量自高温传给了低温热源(T 1 TH)，所以不违背第二定律。5.4 一个垂直放置的汽缸活塞系统，内含有 m=100kg 的水，初温为 T1=300K。外界通过螺旋桨向系统输入功 Ws=1000kJ，温度为 T0=373K 的热源传给系统内水热量 Q=100kJ。若过程中水压力不变，求过程中熵产及做功能力损失。已知环境 T0=300K，水的比热容 c=4.187kJ/(kgK)解： kJ1sQ562387.4(212 cTcpp）6305ln4.87lS10f.2.gf J587
6、63LSTA5.5 质量为 0.25kg 的 CO 在闭口系统中由 p1=0.25MPa，T 1=400K 膨胀到 p1=0.1MPa，T 2=300K，做出膨胀功 W=8.0kJ。已知环境温度 T0=300K，CO 的 Rg=0.297kJ/(kgK)，c v=0.747kJ/(kgK)，试计算过程热量，并判断该过程是否可逆？解： K)k/(J4.7.29.0vgpcR 1.05.2ln97.03ln1llns11 pTg.638Q02.-2s1 该过程不可逆kJ7.4)0(74.)(U2 Tcv.J8W5-15 有报告宣称设计了一种热工设备，它可以在环境温度为15 时，把65 的热水中35%的水变为100 的沸水，而把其余部分冷却为 15 的水。试用热力学第二定律分析该报告的正确性。提示：理想的条件下，35%65 的热水加热到100 的过程可通过可逆热泵耗功实现，而65%65 的热水冷却到环境温度T 0的过程，可通过以65 热水和温度为T 0的环境为高低温热源工作的可逆热机来实现。设想可逆热泵与可逆热机联合工作，当可逆热机的功量大于可逆热泵耗功时，方案可实现。答案：不可能实现。
