发布时间 : 星期六 文章清华大学工程热力学习题课更新完毕开始阅读80fea70ecaaedd3383c4d3e1
4-10 将5kg 0℃的冰投入盛有25kg温度为50℃水的绝热容器中，求冰完全融化且与水的温度均匀一致时系统的熵的变化。已知冰的融解热为333kJ/kg。
4-11 在有活塞的气缸装置中，将1kmol理想气体在400K下从100kPa缓慢地定温压缩到1000kPa，计算下列三种情况下，此过程的气体熵变、热源熵变及总熵变：
a. 若过程中无摩擦损耗，而热源的温度也为400K； b. 过程中无摩擦损耗，热源温度为300K；
c．过程中有摩擦损耗，比可逆压缩多消耗20%的功，热源温度为300K。 4-13 一个绝热容器被一导热的活塞分隔成两部分。初始时活塞被销钉固定在容器的中部，左、右两部分容积均为V1=V2=0.001m3，空气温度均为300K，左边压力为p1=2×105Pa，右边压力为p2=1×105Pa。突然拔除销钉，最后达到新的平衡，试求左、右两部分容积及整个容器内空气的熵变。
4-15 如图4-30所示，两股空气在绝热流动中混合，求标准状态下的V3(m3/min)，t3及最大可能达到的压力p3(MPa)。
图4-30
4-18 用家用电冰箱将1kg25℃的水制成0℃的冰，试问需要的最少电费应是多少？
?已知水的c=75.57J/(mol·K)；冰0℃时的熔解热为6013.5J/mol；电费为0.16元/(kW·h)；室温为25℃。
4-20 压气机空气进口温度为17℃，压力为1×105Pa，经历不可逆绝热压缩后其温度为207℃，压力为4.0×105Pa，若室内温度为17℃，大气压力为1×105Pa，求：(1) 此压气机实际消耗的轴功；(2) 进、出口空气的焓；(3) 消耗的最小有用功；(4)损失；(5)压气机效率。 4-21 在一个可逆热机循环中，工质氦定压吸热，温度从300℃升高到850℃，其定压比热容cp=5.193kJ/(kg·K)，已知环境温度为298K。求循环的最大效率和最大热效率。
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第五章
5-1 压缩比为8.5的奥图循环，工质可视为空气，k=1.4，压缩冲程的初始状态为100kPa，27℃，吸热量为920kJ/kg，活塞排量为4300cm3。试求(1)各个过程终了的压力和温度；(2) 循环热效率；(3) 平均有效压力。 5-5 某狄塞尔循环，压缩冲程的初始状态为90kPa，10℃，压缩比为18，循环最高温度是2100℃。试求循环热效率以及绝热膨胀过程的初、终状态。
5-7 混合加热理想循环，吸热量是1000kJ/kg，定容过程和定压过程的吸热量各占一半。压缩比是14，压缩过程的初始状态为100kPa，27℃。试计算(1)输出净功，(2)循环热效率。 5-8 混合加热循环，如图5-2所示，t1=90℃，t2=400℃，t3=590℃，t5=300℃。工质可视为空气，比热为定值。求循环热效率及同温限卡诺循环热效率。
图5-2
5-11 用氦气作工质的勃雷登实际循环，压气机入口状态是400kPa，44℃，增压比为3，燃气轮机入口温度是710℃。压气机效率?c?85%，燃气轮机的效率为?oi?90%。当输出功率为59kW时，氦气的质量流率为多少kg/s?氦气k=1.667。
5-12 如题5-11，若想取得最大的循环输出净功，试确定最佳的循环增压比?opt并计
k2?k?1?算此时氦气的质量流率。实际勃雷登循环的最佳增压比????oi?c??
5-14 某燃气轮机装置动力循环，压气机的绝热效率为80%，燃气轮机的为85%，循
环的最高温度是1300K，压气机入口状态是105kPa，18℃。试计算1kg工质最大循环作
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功量及作出3000kW功率时的工质流率。
5-15 如果在题5-14中采用回热度为92%的回热设备，问提供给循环的热量可以节
省多少？
5-19 一个具有二级压缩中间冷却、二级膨胀中间再热以及回热的燃气轮机装置循环
如图5-24所示。循环的入口空气参数为100kPa，15℃，低压级的增压比是3，高压级是4，燃气轮机高压级、低压级的增压比与压气机相同。中间冷却使空气温度下降为低压级压缩机温升的80%，回热器的回热度是78%，二级燃气轮机的入口温度皆是1100℃，压气机和燃气轮机的绝热效率和相对内效率均是86%，试确定作出6000kW功率时的工质的质量流率。
图5-24
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第六章
6-1 利用水蒸气表判定下列各点状态，并确定h，s及x的值： (1) p1=20MPa，t1=250℃； (2) p2=9MPa，v2=0.017m3/kg； (3) p3=4.5MPa，t3=450℃； (4) p4=1MPa，x=0.9；
(5) p5=0.004MPa，s=7.0909kJ/(kg·K)。
6-4 在水泵中，从压力为4kPa的饱和水定熵压缩到压力为4MPa。(1) 查表计算水泵压缩1kg水所耗的功。(2) 因水是不可压缩流体，比容变化不大，可利用式
wp???vdp??v?p计算耗功量，将此结果与(1)的计算结果加以比较。
6-6 汽轮机进口参数：p1=4.0MPa，t1=450℃，出口压力p2=5kPa，蒸汽干度x2=0.9，计算汽轮机相对内效率。
6-7 汽轮机的乏汽在真空度为0.094MPa，x=0.90的状态下进入冷凝器，定压冷凝器结成饱和水。试计算乏汽凝结成水时体积缩小的倍数，并求1kg乏汽在冷凝器中所放出的热量。已知大气压力为0.1MPa。
6-10 一台10m3的汽包，盛有2MPa的汽水混合物，开始时，水占总容积的一半。如由底部阀门放走300kg水，为了使汽包内汽水混合物的温度保持不变，需要加入多少热量？如果从顶部阀门放汽300kg，条件如前，那又要加入多少热量？
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