的热量为 Q=-WwCp w(tout-tin) 式中Ww为冷却水的流率;CPw为水的热容,取值为4l8kJ/(kg·K),tout和tn分别为冷却水的出、入 口温度。所以 Q=-100×4.18(16-5)=-4.598×103(kJ/kmol) 压缩过程中空气的焓变为 MH=Cp=CA(2-7)=293145-5)=4102×10°(J/Am) 若忽略此压缩过程中动能和势能的变化,则所需的功为 Ws=AH-Q=4102×1032+4.598×103=8.700×103(kJ/kmol) 过程的熵变可以按下式计算 AS= gp dT -RIn Pz=Cp In(,/T,)-RIn(P/P,) A=2145+273.15g3141m=-7.199(kJ/( kmol.K) 5+273.15 100 所以压缩过程的理想功为 Wud=△H-T△S=4.102×103-278.15(-7.199)=6.104×103(kJ/kmo) 因此实际供给压气机的功与该过程的理想功的比值为 Ws/W1d=8700/6104=-1.425 5.水与高温燃气进行热交换转变成260℃的恒温蒸气,在此过程中,燃气温度由1375℃降到315℃ 已知环境温度为27℃。试确定1kg气体由于热交换过程,其有效能的降低值,设气体的比热容为kJ (kg·K)。 解:若忽略在进行热交换过程中燃气动能和位能的变化,则有效能的降低可表示为 AB=B2-B1=(H2-ToS)-(H1-ToSu 将上式整理可得 △B=(H2-H1)-T 其中 To=27+273.15=300.15(K H2-H1=Cp(T2-T1)=-1060.00kJ/kg S2-S1=(Cp/T)dT=Cpln(72/7)=-1030(kgK) 因此该过程有效能的降低为 △B=-1060.00-300.15(-1.030)=-750.72(kJ/kg) 6.如果空气绝热节流膨胀,从2100kPa降到100kPa不做任何功。若传热以及位能和动能变化均可忽 略,试提出一些假设,确定此过程所产生的功损失 解:假设环境温度To=25+273.15=298.15(K),并假定空气为理想气体。绝热节流膨胀,Q=0 △H=0,△T=0,所以过程的熵变为 △S=-Rn(p/p1)=-8314n(1002100)=25312(kJ/(kmol·K)) 若忽略传热以及位能和动能的变化,此过程所产生的功损失为 WL=T0△S-Q=298.15×25.312-0=7.547×104(kJ/kmol)46 的热量为 Q=－WWCP，W（tout－tin） 式中 WW 为冷却水的流率；CP,W 为水的热容，取值为 4.18kJ/（kg·K），tout 和 tin 分别为冷却水的出、入 口温度。所以 Q=－100×4.18（16－5）=－4.598×103（kJ/kmol） 压缩过程中空气的焓变为 2 1 3 2 1 ( ) 29.3(145 5) 4.102 10 ( / ) T P P T  = = − = − =  H C dT C T T kJ kmol  若忽略此压缩过程中动能和势能的变化，则所需的功为 WS= H －Q =4.102×103＋4.598×103=8.700×103（kJ/kmol） 过程的熵变可以按下式计算 2 1 2 2 1 2 1 1 ln ln( / ) ln( / ) T P P T C p S dT R C T T R p p T p  = − = −  145 273.15 1000 29.3ln 8.314ln 7.199( /( )) 5 273.15 100 S kJ kmol K +  = − = − + 所以压缩过程的理想功为 Wid=  H－T0  S=4.102×103－278.15（－7.199）=6.104×103（kJ/kmol） 因此实际供给压气机的功与该过程的理想功的比值为 WS/Wid=8700/6104=－1.425 5. 水与高温燃气进行热交换转变成 260℃的恒温蒸气，在此过程中，燃气温度由 1375℃降到 315℃， 已知环境温度为 27℃。试确定 1kg 气体由于热交换过程，其有效能的降低值，设气体的比热容为 1kJ/ （kg·K）。 解：若忽略在进行热交换过程中燃气动能和位能的变化，则有效能的降低可表示为 △B=B2－B1＝（H2－T0S2）－（H1－T0S1） 将上式整理可得 △B=（H2－H1）－T0（S2－S1） 其中 T0＝27＋273.15＝300.15（K） H2－H1＝CP（T2－T1）＝－1060.00kJ/kg S2－S1＝ 2 1 2 1 ( / ) ln( / ) 1.030 /( ) T P P T C T dT C T T kJ kg K = = −  因此该过程有效能的降低为 △B＝－1060.00－300.15（－1.030）＝－750.72（kJ/kg） 6. 如果空气绝热节流膨胀，从 2100kPa 降到 100kPa 不做任何功。若传热以及位能和动能变化均可忽 略，试提出一些假设，确定此过程所产生的功损失。 解：假设环境温度 T0＝25＋273.15＝298.15（K），并假定空气为理想气体。绝热节流膨胀，Q＝0， △H＝0，△T＝0，所以过程的熵变为 △S＝－Rln（p2/p1）＝－8.314ln（100/2100）＝25.312（kJ/（kmol·K）） 若忽略传热以及位能和动能的变化，此过程所产生的功损失为 WL＝T0△S－Q＝298.15×25.312－0＝7.547×104（kJ/kmol）