中国石油大学工程热力学第五章习题课11.ppt

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1.某循环在700K的热源及400K的冷源之间工作，如图，试判别循环是热机循环还是制冷循环，可逆还是不可逆?,解：,不可能,设为制冷循环：,符合克劳修斯积分不等式，所以是不可逆制冷循环,方法1：设为热机循环,方法2：设为热机循环,设为制冷循环,方法3:采用孤立系统熵增原理进行求解。（同学自己完成),2.两个质量相等、比热容相同且为定值的物体，物体初温为TA，物体初温为TB，用它们作可逆热机的有限热源和有限冷源，热机工作到两物体温度相等时为止。（）证明平衡时的温度：（）求热机作出的最大功量；（）如果两物体直接接触进行热交换至温度相等时，求平衡温度及两物体总熵的变化量。,解：（）取、物体及热机为孤立系，则,因为：,则：,所以：,（）物体为有限高温热源，过程中放出的热量Q1；物体为有限低温冷源，过程中吸收热量Q2；其中：,热机为可逆热机时，其作功量最大，得：,（）平衡温度由能量平衡方程式求得，即,两物体组成的孤立系统的熵变化量为：,3.刚性绝热容器由隔板分为两部分，各储空气1mol，如图所示，左端温度T1=500K，P1=200kPa；右端温度为P1=300kPa,T1=800K。现将隔板抽去，求混合后的参数及混合引起的有效能损失I。设大气环境温度T0=300K,解：容器的体积,混合后的温度,由闭口系能量方程得,因,则,混合后的压力,混合过程的熵产,有效能损失,