第三章自我测验题1、填空题(1)气体常数Rg与气体种类_____关,与状态_____关。通用气体常数R与气体种类______关,与状态_____关。在SI制中R的数值是_____,单位是______。(2)质量热容c,摩尔热容Cm与容积热容C'之间的换算关系为_________。(3)理想气体的Cp及Cv与气体种类______关,与温度_________关。它们的差值与气体种类_______关,与温度_______关。它们的比值与气体种类_________关,与温度_______关。(4)对于理想气体,dU=CvdT,dh=CpdT。它们的适用条件分别是________。(5)2kg氮气经定压加热过程从67℃升到237℃。用定值比热容计算其热力学能约变化为________,吸热量为________。接着又经定容过程降到27℃,其焓变化为______,放热量为_______。2、利用导出多变过程膨胀功的计算公式,利用导出多变过程技术功的计算公式。3、公式(1),以及(2),这两组公式对于理想气体的不可逆过程是否适用?对于实际气体的可逆过程是否适用?怎么样修改才适用于菲理想气体的可逆过程?4、绝热过程中气体与外界无热量交换,为什么还能对外作功?是否违反热力学第一定律?5、试将满足以下要求的理想气体多变过程在p-v图和T-s图上表示出来。(1)工质又膨胀,又放热。(2)工质又膨胀、又升压。(3)工质又受压缩、又升温,又吸热。(4)工质又受压缩、又降温,又将压。(5)工质又放热、又降温、又升压。6、理想气体的3个热力过程如图所示,试将3种热力过程定性地画在p-v图上;分析3个过程多变指数的范围,井将每个过程的功量、热量及热力学能变化的正负号填在表中。7、试将图示的p-v图上的2个循环分别表示在T-s图上。8、为了检查船舶制冷装置是否漏气,在充人制冷剂前,先进行压力实验,即将氮气充入该装置中,然后关闭所有通大气的阀门,使装置相当于一个密封的容器。充气结束时,装置内氮的表压力为1MPa,温度为27℃。24h后,环境温度下降为17℃(装置中氮气温度也下降到17℃),氮气的表压力为934.5kPa。设大气压力为O.1MPa,试问氮气是否漏气?9、氧气瓶容积为10立方厘米,压力为20MPa。温度为20℃。该气瓶放置在一个O.01立方米的绝热容器中,设容器内为真空。试求当氧气瓶不慎破裂,气体充满整个绝热容器时,气体的压力及温度,并分析小瓶破裂时气体变化经历的过程。10、绝热刚性容器用隔板分成两部分。使VA=2VB=3立方米,A部分储有温度为20℃、压力为0.6MPa的空气,B为真空。当抽去隔板后,空气即充满整个容器,最后达到平衡状态。求:(1)空气的热力学能、焓和温度的变化;(2)压力的变化;(3)熵的变化。11、如图所示,为了提高进入空气预热器的冷空气温度,采用再循环管。已知冷空气原来的温度为20℃,空气流量为90000立方米/h,从再循环管出来的热空气温度为350℃。若将冷空气温度提高至40℃,求引出的热空气量(标准状态下)。用平均比热咨表数据计算,设过程进行中压力不变。又若热空气再循环管内的空气表压力为1.47kPa,流速为20m/s,当地的大气压力为100kPa,求再循环管的直径。12、1kg空气,初态p1=1.0MPa,t1=500℃,在气缸中可逆定容放热到p2=0.5MPa,然后可逆绝热压缩到t3=500℃,再经可逆定温过程又回到初态。求各过程的△u,△h,△s及w和q各为多少?并在p-v图和T-s图上画出这3个过程。13、某储气筒内装有压缩空气,当时当地的大气温度t0=25℃,大气压力p0=98kPa,问储气筒内压力在什么范围才可能使放气阀门打开时,在阀附近出现结冰现象?14、柴油机的气缸吸入温度为t1=50℃、压力为p1=0.1MPa的空气外0.032立方米。经过多变压缩过程,使气体的压力上升为p2=3.2MPa,容积为V2=0.00213立方米,求在多变过程中,气体于外界交换的热量、功量以及气体的热力学能的变化15、在一个承受一定重量的活塞下装有20℃的空气0.4kg,占据容积0.2立方米,试问当加入20kJ热量后,其温度上升到多少?并作了多少功?若当活塞达到最后位置后予以固定,以后再继续加入20kJ热量,则其压力上升至多少?16、某双原子理想气体在多变过程(n=1.18)中作了膨胀功660kJ/kg,温度从650℃降到40℃,试求气体热力学能及熵的变化,以及气体在过程中的吸热量。17、在一个绝热的封闭气缸中,配有一无摩擦的且导热良好的活塞,活塞将气缸分为在、右两部分,如图所示。初始时活塞被固定,左边盛有1kg的压力为O.5MPa、温度为350℃的空气,右边盛有3kg的压力为0.2MPa,温度为450K的二氧化碳。求活塞可自由移动后,平衡温度及平衡压力第三章自测题答案1、(1)有,无。无,无。8.314,J/(mol*K)(2)Cm=Mc=22.41C'(3)有,有。有,无。有,有。(4)理想气体的任何工质,任何过程。(5)252.4kJ,353.3kJ,-436.5kJ,311.8kJ8、有漏气2.8%9、(1)取绝热容器为系统,由能量方程,得终态温度为20℃。(2)利用状态方程求出终态压力为20kPa(3)小瓶破裂时气体经过得是不可逆绝热过程10、(1)取整个绝热容器为系统,得△T=△U=△H=0;(2)△p=-0.2MPa(3)△S=2490.5J/K11、5686.5立方米/h,0.478m12、1-2定容过程:q=-277.5kJ/kg,△h=-388kJ/kg,△s=-0.4977kJ/(kg*K),w=02-3定熵过程:w=-277.5kJ/kg,△h=388kJ/kg,△s=0,q=03-1定温过程:q=w=384.4kJ/kg,△h=△u=0,△s=0.4977kJ/(kg*K)13、将放气过程视为可逆绝热过程,根据定熵过程状态参数之间得关系可得:P≤133.3kPa.14、多变指数为1.28,气体质量为0.0345kg15、包含两个过程:定压过程1-2,定容过程2-3;69.8℃,5.72kJ,335.8kPa16、△u=-297.4kJ/kg,△s=0.644kJ/(kg*K),q=326.6kJ/kg17、425.6K,246.2kPa