第二章热力学第一定律习题 习题 2-1一定量的蒸汽，在活塞式气缸内经过了状态变化，其内能增加了3771kJ,如果过 程中吸收了3980.5kJ的热量，问涉及的功量为多少？ 解：该系统为闭口系。 由于Q=△U+W W=Q-△U=3980.5-3771=209.5kJ 2-2如图所示，一系统由a到b沿“acb”进行，过程中吸入热量为83.8kJ,对外 作功31.43kJ (1)沿过程adb进行时，如系统对外作功p1 为10.475kJ,问加给系统的热量为多少？ 6 (2)当系统沿曲线ba返回到a,对系统作功 20.95kJ,系统是吸收还是放出热量，为多少？ (3)如Ua=0,Ud=41.8kJ,求在过程“ad” 和“db”中吸收了多少热量？ 解： ( 1 △Uadb=AUb=△U=Q-W=83.8-31.43=52.37kJ Oadb=AUadb +Widb=52.37+10.475=62.845kJ (2)Qa=△Ua+Wa=-△Uh+Wa=-52.37-20.95=-73.32kJ (3) Oad =AUad +Wad =Ud-Ua+Wadb-Wab =41.8-0+10.475-0 =52.275kJ
第二章 热力学第一定律习题 习题 2-1 一定量的蒸汽，在活塞式气缸内经过了状态变化，其内能增加了 3771kJ，如果过 程中吸收了 3980.5kJ 的热量，问涉及的功量为多少？ 解：该系统为闭口系。 由于 Q = U +W W = Q − U = 3980.5 − 3771= 209.5kJ 2-2 如图所示，一系统由 a 到 b 沿“a c b ”进行，过程中吸入热量为 83.8kJ，对外 作功 31.43kJ。 （1）沿过程 a d b 进行时，如系统对外作功 为 10.475kJ，问加给系统的热量为多少？ （2）当系统沿曲线 ba 返回到 a，对系统作功 20.95kJ，系统是吸收还是放出热量，为多少？ （3）如 Ua=0，Ud=41.8kJ，求在过程“a d” 和“d b”中吸收了多少热量？ 解： （ 1 ） 83.8 31.43 52.37kJ Uadb = Uacb = Uab = Q −W = − = 52.37 10.475 62.845kJ Qadb = Uadb +Wadb = + = （2） 52.37 20.95 73.32kJ Qba = Uba +Wba = −Uab +Wba = − − = − （3） 52.275kJ 41.8 0 10.475 0 ad ad ad d a adb db = = − + − Q = U +W =U −U +W −W
Qdb=AUdb+Wab=Up-Ud+O=Up-Us-(Ud-U3) =AUb-(Ud-U) =52.37-(41.8-0) =10.57kJ 2-3已知汽轮机中蒸汽的流量为4=40T/h,汽轮机进出口蒸汽的焓值分别为 h=3442KJ/kg,h2=2448KJ/kg。 (1)试计算汽轮机的功率： (2)如考虑汽轮机每小时散热量Q=5×10KJ/h,则功率为多少？ (3)如进口处蒸汽速度为70m/s,出口处蒸汽速度为140m/s,对汽轮机功率影响有多 大？ (4)进出口的高度差为1.6m,对汽轮机功率影响有多大？ 解： (1)Wher =h-h P=Wnegm =(h-h2)9m =(3442-2448)×40×103÷3600=11044.44kW (2)Wner =h-h +g P-wzq--[h-h+(-q)lq.-[h-i:+(-2)lq- 9m =642-24801)x40x10360=109057 =-+- P=4=-6+六n =(342-248+×702- 2×1402)×40x103÷3600 =10962.78kW (4)wne=h-h2-g(22-z1)
10.57 kJ 52.37 (41.8 0) ( ) 0 ( ) ab d a db db db b d b a d a = = − − = − − = + = − + = − − − U U U Q U W U U U U U U 2-3 已知汽轮机中蒸汽的流量为 qm=40T/h，汽轮机进出口蒸汽的焓值分别为 h1=3442KJ/kg ，h2=2448 KJ/kg。 （1）试计算汽轮机的功率； （2）如考虑汽轮机每小时散热量 Q=5×105 KJ/h，则功率为多少？ （3）如进口处蒸汽速度为 70m/s，出口处蒸汽速度为 140m/s，对汽轮机功率影响有多 大？ （4）进出口的高度差为 1.6m，对汽轮机功率影响有多大？ 解： （1） wnet = h1 − h2 k W P wnetqm h h qm (3442 2448) 40 10 3600 11044.44 ( ) 3 1 2 = − = = = − （2） wnet = h1 − h2 + q k W q q Q P w q h h q q h h m m net m m ) 40 10 3600 10905.57 40 10 5 10 (3442 2448 [ ( )] [ ( )] 3 3 5 1 2 1 2 = = − − = = − + − = − + − （3） 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 net f f w = h − h + c − c k W P w q h h c c q net m f f m 10962.78 140 ) 40 10 3600 2 1 70 2 1 (3442 2448 ) 2 1 2 1 ( 2 2 3 2 2 2 1 2 1 = = − + − = = − + − （4） ( ) 1 2 2 1 w h h g z z net = − − −
P=Wnegm=[h-h2-g(=2-1)9m =(3442-2448+9.8×1.6)×40×103÷3600 =11044.61kW
k W P w q h h g z z q net m m 11044.61 (3442 2448 9.8 1.6) 40 10 3600 [ ( )] 3 1 2 2 1 = = − + = = − − −