哈尔滨工业大学高等工程热力学复习总结.doc

哈尔滨工业大学高等工程热力学复习总结 本文档是哈尔滨工业大学高等工程热力学复习总结，涵盖了工程热力学的基本概念、热力学第一定律、二期热力学、热力学第三定律、气体状态方程、理想气体、实际气体、热力学循环等内容。 热力学第一定律：能量守恒定律，表明闭系统的总能量保持不变，但能量可以在不同的形式之间转换。 热力学第二定律：熵增原理，表明孤立系统的熵总是增加的，熵的增加是热力学过程的方向。 气体状态方程：理想气体状态方程为PV=nRT，其中P为压力，V为体积，n为气体的数量，R为气体常数，T为温度。 例题1：有一容积为23m³的气罐（有空气，参数为1bar，20℃）与表压力为17bar的20℃的压缩空气管道连接，缓慢充气达到平衡（定温）。求：1.此时罐中空气的质量2.充气过程中气罐散出的热量3.不可逆充气引起的熵产（大气压1bar，20℃） 解：充气前1p=1bar，1T=20℃，质量1m，充气后2p=0p=17bar，2T=1T=20℃，质量2m ①2m=22RgTPV=12RgTPV ②热力学第一定律：Q=ΔE+W=22u-11u=22um-11um； ③S=ΔgfSS=2m2S-1m1S=fS=0TQ 例题2：1mol理想气体在（T，V）状态下，1S，1u，绝热自由膨胀后体积增加到2V，此时2S，2u。求①OS（S2-S1），②若2u=1，试问全部2o分子都同时集中在原子体积V中的概率 解：①2125 6ln.7 3 /VVnRnRlnJKS=D (n=1mol) ；S=K12ln=AnN2；12=AnN2=23108.110 ②1u=AnN21=23108.110可以看出逆过程是可能的，但是概率很小，在宏观上仍表现为向性，故过程可逆（或熵增原理）完全是统计的量与热力学观点不同。 例题3（1）：500kg温度为20℃水，用电加热器加热到60 ℃，求这一过程造成的功损和可用能的损失，不考虑散热损失，大气温度20℃，水的PC=4.187kJ/(kg*K) 解：QX，E=dQT=200)=1(=dTmCTTp=mpC（2T-0T）=5241.4kJ；LE=Q-QX，E=78498.6kJ；LW=gQ=mpC（T-0T）=83740kJ；孤S=mpC0lnTT=267.8KJ/K；可用能损失LE=0T孤S=78500KJ 例题3（2）：压力为1.2Mpa，温度为320K的压缩空气，从压气机输出，由于管道阀门的阻力和散热，压力降为0.8Mpa，温度降为298K，其流量为0.5KJ/S。求每小时损失的可用能。 解：（21xxee）=mq[（1h-2h）-0T(1S-2S)]=(0.5*3600)Kg/h*[1.005KJ/(kg*K)*(320-298)-293.15*[(pC21lnTT-Rg21lnPP)]=63451KJ/K；S=mq(0T大气Q)+mq(0pC2lnTT-Rg21lnPP)=mq002)(0TTTCqpm=216.446KJ/K*h；LE=0T（S）=293.15*216.446 例题3（3）：有一合用压缩空气驱动的小型车，已知压缩空气罐的容积为0.23m³，压力为15Mpa（表压），问在平均功率为4PS的情况下车子最多能行驶多长时间，用完这罐压缩空气最终造成的熵产为若干？已知大气状况为0.1Mpa，20℃ 解：uxe,=(u-0u)-0T（S-uS）+0p（V-0V）=VC（T-0T）-0T（pC0lnTT-Rg0lnPP）+0p（PRgT-00PRgT）空气看成理想气体T=0T，得：uxe,=Rg0T0l， 以上是哈尔滨工业大学高等工程热力学复习总结的部分内容，涵盖了热力学第一定律、热力学第二定律、气体状态方程、理想气体、实际气体等内容，并提供了多种例题来帮助学生更好地理解和应用热力学知识。