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1、能量方程式的应用,确定研究对象-选好热力系统 画出示意图 写出所研究热力系的对应能量方程 针对具体问题，分析系统与外界的相互作用，作出某些假设和简化，使方程简单明了。 求解简化后的方程，解出未知量 对问题进行适当地分析和讨论，得出一些有益的启示和结论。,闭口系统从状态1沿1-2-3途径到状态3，传递给外界的热量为47.5kJ，而系统对外作功为30kJ，如图所示。,(1)若沿1-4-3途径变化时，系统对外界作功15kJ，求过程中系统与外界转递的热量。 (2)若系统从状态3沿曲线途径到达状态1，外界对系统作功6kJ，求该过程中系统与外界转递的热量。 (3)若U2=175kJ， U3=87.5kJ
2、求过程2-3传递的热量及 状态1的热力学能。,例题1.如图所示的汽缸，内充空气汽缸截面积A100cm2 活塞距底面高度H=10cm，活塞及其上重物的总质量G1=,195kg。当地大气压力pb102kPa，环境温度t027。当汽缸内的气体与外界处于热平衡时，把活塞重物拿去100kg，活塞会突然上升，最后重新达到热力平衡。假定活塞和汽缸之间无摩擦，气 体可以通过汽缸壁与外界充分换热， 空气视为理想气体，其状态方程为 pVmRgT （Rg是气体常数），试求 活塞上升的距离和气体的换热量。,解(1)确定空气的初始状态参数,(2)确定拿去重物后，空气的终止状态参数,由理想气体状态方程及T1=T2，可得：
3、,活塞上升距离,对外作功量,1.一个装有2kg工质的闭口系统经历了如下过程：过程中系统散热25kJ，外界对系统作功100kJ，比热力学能减小15kJ/kg，并且整个系统被举高了1000m。试确定过程中系统动能的变化。,2. 一活塞汽缸设备内装有5kg的水蒸气，有初态的比热力学能u12709.9kJ/kg膨胀到u22659.6kJ/kg，过程中加给水蒸气的热量为80kJ，通过搅拌器的轴输入系统18.5kJ的轴功。若系统无动能、势能的变化，试求通过活塞所作的功。,如图某燃气轮机，已知压气机进口处的比焓h1290kJ/kg。经压缩后，空气升温使比焓增为h2290kJ/kg。截面2处空气和燃料的混合物
4、以cf220m/s的速度进入燃烧室，在定压下燃烧，使工质吸入热量q670kJ/kg。燃烧后燃气进入喷管绝热膨胀到状态3，h3800kJ/kg，流速增加到 cf3，此燃气进入动叶片，推动转轮回转作功。若燃气在动叶片中的热力状态不变，最后离开燃气轮机的速度cf4100m/s。 求(1)若空气流量为100kg/s， 压气机消耗的功率为多少？ (2)若燃气的发热值qB=43960 kJ /kg，燃料的耗量为多少？ (3)燃气在喷管出口处的流速 cf3是多少？ (4)燃气轮机的功率为多大？ (5)燃气轮机的总功率为多少？,现有两股温度不同的空气，稳定地流过如图2-1所示的设备进行绝热混合，以形成第三股所
5、需温度的空气流。各股空气的已知参数如图中所示。设空气可按理想气体计算，其焓仅是温度的函数，按hkJ/kg=1.004TK计算，理想气体的状态方程为pv=RT, R=287J/(kgK)。,若进出口截面处的动、位能变化可忽略，试求出口截面的空气温度和流速。,某房间有一打开的窗户与大气相通，先通过加热使室内空气的温度由5升高到25。试问在这一加热期间，室内空气的总热力学能将发生什么样的变化（增大、不变或减少），为什么？,如图所示，已知工质从状态a沿路径a-b-c变化到b时，吸热84kJ，对外作功32kJ。问： (1)系统从a经d到b，若对外作功10kJ，吸热量Qadb_。 (2)系统从b经中间任意过程返回a，若外界对系统作功20kJ，则Qba_。 (3)设Ua=0，Ud=42kJ， 则Qad_ Qdb_。,
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