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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date第3章和第4章重点思考题和习题解答第1章和第2章重点思考题和习题解答第3章和第4章重点思考题和习题解答第3章 理想气体习题3-2 体积为0.027m3的刚性贮气筒，装有压力为Pa、温度为20的空气。筒上装有一排气阀，压力达到Pa时就开启，压力降为 Pa时才关闭。若由于外界加热的原因，造成阀门的开启，问： 当阀门开启时，筒内温度为多少？ 因加热而失掉多少空气？设筒内空气
2、温度在排气过程中保持不变。P1, V1, T1P2, V1, T2P3, V3, T2状态1 -定容 状态2 -定温 状态3(但部分气体排出)解： (注意：T1=273+20=293K) (注意：Rg=287 J/(kg.K) 或： 或 3-3 一绝热刚体气缸，被一导热的无摩擦的活塞分成两部分，最初活塞被固定在某一位置，气缸的一侧贮有0.4MPa、30的理想气体0.5kg，而另一侧贮有0.12MPa、30、0.5kg的同样气体，然后放松活塞任其自由移动，最后两侧达到平衡。设比热容为定值，试求： 平衡时的温度（）； 平衡时的压力(MPa)。解： 平衡时的温度为30 方法1：由:得：p=0.185
3、MPa方法2：由:，得同理：，得：p=0.185MPa3-7 6 kg空气由初态MPa，30，经下列不同过程膨胀到同一终压 MPa， 定温； 定熵； n=1.2。试比较不同过程中空气对外作的膨胀功，交换的热量和终温。解： 定温： (注意：Rg=287 J/(kg.K)，W=m*w) (注意：Q=W，而不是Q = -W) 定熵: Q=0 n=1.2: （注意：多变过程不是定熵过程） 第4章 热力学第二定律思考题4. 下列说法是否正确？为什么？ 熵增大的过程为不可逆过程； 不可逆过程的熵变无法计算； 若工质从某一初态经可逆与不可逆途径到达同一终态，则不可逆途径的必大于可逆途径的； 工质经历不可逆循
4、环后； 自然界的过程都是朝着熵增的方向进行的，因此熵减小的过程不可能实现； 工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小。 答： （1）不正确，只有孤立系统才可以这样说；（2）不正确，S为状态参数，和过程无关，知道初态和终态就可以计算；（3）不对，S为状态参数，和过程无关，相等；（4）不对，工质经历可逆和不可逆循环后都回到初态，所以熵变为零。（5）不对，比如系统的理想气体的可逆定温压缩过程，系统对外放热，熵减小。（6）工质被加热熵一定增大，但是系统放热，熵不一定减小。如果是可逆过程，熵才一定减小。5. 若工质从同一初态出发，分别经历可逆绝热过程与不可逆绝热过程膨胀到相同的终压力，两过程终态的熵哪个
5、大？对外作的功哪个大？试用坐标图进行分析.答：不可逆过程熵大，可逆过程作功大习题4-1 某发明者自称已设计出一台在540 K和300 K的热源之间循环工作的热机，该热机从高温热源每吸收1000 J的热量可作出450 J的净功，他的设计合理吗？ 解: 方法1：同热源间工作的卡诺热机(理想可逆热机)的热效率为： (注意：T用绝对温度K为单位)该热机的热效率为：它的设计是不合理的方法2：由热量守恒 由克劳休斯不等式： 它的设计是不合理的4-3 某可逆热机工作在温度为的高温热源和温度为的低温热源之间，试求： 热机的热效率为多少？ 当热机输出的功为2.7 kJ时，从高温热源吸收的热量及向低温热源放出的热
6、量各为多少？ 如将该热机逆向作为热泵运行在两热源之间，热泵的性能系数为多少？当工质从温度为10的低温热源吸收4.5 kJ/s的热量时，要求输入的功率为多少？解： （1）热效率为 (注意：T用绝对温度K为单位) （2） 吸热 放热 （3）性能系数 (注意：T用绝对温度K为单位) 得到 所以 或者 =6.73/3.02=2.23 kJ/s4-10 图411为一烟气余热回收方案图。设烟气比热容J/ (kgK)， J/ (kgK)，求： 烟气流经换热器传给热机工质的热量； 热机排给大气的最小热量Q2； 热机输出的最大功W。解：（1）根据稳定流动方程，烟气放热： （2）Q2取最小时，此过程可逆，取烟气、工质和低温热源为系统，此系统为孤立系统，孤立系统的可逆过程熵不变 （3）-