工程热力学试题参考答案及评分标准(2004)

所以，

2分

4分 1分

4、1.5kmol某种单原子理想气体 ，由45℃, 3m3可逆绝热膨胀到1atm，然后在此状态的温度下定温可逆压缩回到3m3。（按定值摩尔热容分析） （1）画出各过程的p-v图及T-S图；

（2）计算整个过程的Q，W，?U， ?H及?S。（15分） 解：

P1?nRT11500?8.314?(273?45)??1.321926?106Pa?13.05atm V13 2分 1分

?1?1P2kk1atm1.67从而有T2?T1()?318?()1.67?113.48K

P13.05atm111P13.05atm1.671k V2?V1()?3?()?13.97m3

P21atm1分 1分 1分 1分

T3?T2?113.48K,V3?V1?3m3

P3?1500?8.314?113.48?4.72?105Pa

35

等温过程热量=膨胀功=技术功

Q1?2?3?Q12?Q23?Q23?QT23?nRTlnV3 V21分

?1.5?8.314?113.48?ln3??2177kJ 13.971分

V3 2分 W1-2-3?W12?W23?(U1?U2)?WT23?nCvm(T1?T2)?nRTlnV2 ?1.5?3R2?(31?8113.?48?)(2?17 kJ 7)164??U13?Q13?W13??2177?1649??3826kJ

?H5R13?nCpm(T3?T)1?1.?52T(?3T?1?)6kJ3 66 ?S?T3V??3113.48?13?n??CvmlnT?Rln3??1500???2Rln318???19.3kJ 1V1??

5、某理想气体经历4个过程，如T-s图（图4） 1）将各过程画在p-v图上，并说明作图过程；

2）指出过程加热或放热，膨胀或压缩，升温或降温。（15分） 解： 因为：q??u?w

1-3：1?n1?3?k，且T3?T1及S30,q<0 所以w<0边压缩、边放热、边升温

1-2：k?n1?2??且T2

?n?1w??21pdv??RTn?1?1???p?g1?2?n???Rg?T1????p1??T2???n?1

所以有w>0 边膨胀、边放热、边降温 1-4： 0?n1?4???且T4?T1及S4?S1 ?u>0,q> 0 w?Rgn?1?T1?T4?>0 边膨胀、边吸热、边升温 6

1分

1分

1分

1分

3分

3分

3分

9

1-5：1?n1?5?k且T5S1

?u<0,q>0,w>0 边膨胀、边吸热、边降温

4

7

3分

3分

图