第二章热力学第二定律 第二章热力学第一定律 2-1一汽车在1h内消耗汽油34.1L,己知汽油的发热量为44000kJ/g,汽油密度为 750kgm。测得该车通过车轮输出的功率为64kW,试求汽车通过排气、水箱散热等各种途 径所放出的热量。 提示和答案：汽车输出功率等于净换热率，Q=Q-W×3600=894900kJ/h。 2-2质量为1275kg的汽车在以60000mh的速度行驶时被踩刹车止动，速度降至20 000m/h,假定刹车过程中0.5kg的刹车带和4kg钢刹车鼓均匀加热，但与外界没有传热， 己知刹车带和钢刹车鼓的比热容分别是1.1kJ/kg·K)和0.46kJ/kg·K),求刹车带和刹车鼓 的温升。 提示和答案：没有传热，也没有作功，速度降低，动能转化为刹车带和刹车鼓的热力学 能，mG-2-(m4.+m9X,-4)=0,6-4)=65,9C 2-31kg氧气置于图2-1所示气缸内，缸壁能充分导热，且活塞与缸壁无摩擦。初始 时氧气压力为0.5MPa,温度为27℃。若气缸长度为21，活塞质量为10kg,试计算拔除销 钉后，活塞可能达到的最大速度。 提示和答案：气体可逆膨胀对外界作功最大，与排斥大气功的差转化为活塞动能，达 到最大速度，c,=87.7m/s。 2-4气体在某一过程中吸收了50J的热量，同时热力学能增加了84J,问此过程是膨 胀过程还是压缩过程？对外作功是多少J? 提示和答案：取气体为闭口系，据能量方程式W=Q-△U=-34J,是压缩过程。 2-5在冬季，某加工车间每小时经过墙壁和玻璃等处损失热量3×10kJ,车间中各种 机床的总功率是375kW,且全部动力最终变成了热能。另外，室内经常点着50盏100W的 电灯。为使该车间温度保持不变，问每小时需另外加入多少热量？ 提示和答案：车间内产生的热量等散失的热量，即保持温度不变， Q=-0-9m-Qs=1632000kJ. 2-6夏日为避免阳光直射，密闭门窗，用电风扇取凉，电风扇功率为60W。假定房间 内初温为28℃，压力为0.1MPa:太阳照射传入的热量为0.1kW,通过墙壁向外散热1800kJ。 若室内有3人，每人每小时向环境散发的热量为418.7kJ,试求面积为15m2,高度为3.0m第二章 热力学第二定律 5 第二章 热力学第一定律 2-1 一汽车在 1h 内消耗汽油 34.1L，已知汽油的发热量为 44 000kJ/kg，汽油密度为 750kg/m 3。测得该车通过车轮输出的功率为 64kW，试求汽车通过排气、水箱散热等各种途 径所放出的热量。 提示和答案：汽车输出功率等于净换热率， out Q Q W     3600 894 900kJ/h 。 2−2 质量为 1 275 kg 的汽车在以 60 000 m /h 的速度行驶时被踩刹车止动，速度降至 20 000 m/h，假定刹车过程中 0.5kg 的刹车带和 4kg 钢刹车鼓均匀加热，但与外界没有传热， 已知刹车带和钢刹车鼓的比热容分别是 1.1 kJ/(kg K)  和 0.46 kJ/(kg K)  ，求刹车带和刹车鼓 的温升。 提示和答案：没有传热，也没有作功，速度降低，动能转化为刹车带和刹车鼓的热力学 能， 2 2 car 2 1 , , 2 1 ( ) ( )( ) 0 2 s V s b V b m c c m c m c t t      ， 2 1 ( ) 65.9 C t t   。 2−3 1 kg 氧气置于图 2-1 所示气缸内，缸壁能充分导热，且活塞与缸壁无摩擦。初始 时氧气压力为 0.5MPa，温度为 27℃。若气缸长度为 2 l ，活塞质量为 10kg，试计算拔除销 钉后，活塞可能达到的最大速度。 提示和答案： 气体可逆膨胀对外界作功最大，与排斥大气功的差转化为活塞动能，达 到最大速度， 2 c  87.7m/s 。 2−4 气体在某一过程中吸收了 50J 的热量，同时热力学能增加了 84J，问此过程是膨 胀过程还是压缩过程？对外作功是多少 J？ 提示和答案： 取气体为闭口系，据能量方程式 W Q U     34J ，是压缩过程。 2−5 在冬季，某加工车间每小时经过墙壁和玻璃等处损失热量 3×106 kJ，车间中各种 机床的总功率是 375kW，且全部动力最终变成了热能。另外，室内经常点着 50 盏 100W 的 电灯。为使该车间温度保持不变，问每小时需另外加入多少热量？ 提 示 和 答 案 ： 车 间 内 产 生 的 热 量 等 散 失 的 热 量 ， 即 保 持 温 度 不 变 ， 1632000kJ Q Q Q Q loss m E      补 。 2−6 夏日为避免阳光直射，密闭门窗，用电风扇取凉，电风扇功率为 60W。假定房间 内初温为 28℃，压力为 0.1MPa；太阳照射传入的热量为 0.1kW，通过墙壁向外散热 1800 kJ/h。 若室内有 3 人，每人每小时向环境散发的热量为 418.7kJ，试求面积为 15m2，高度为 3.0m