一个非平衡过程,不能采用qdupdv
这个式子来进行分析,否则将要得到错误的结论。
5说明下列论断是否正确:
1气体吸热后一定膨胀,热力学能一定增加;2气体膨胀时一定对外作功;3气体压缩时一定消耗外功。
答:1不正确:由qdupdv可知,当气体吸热全部变成对外作出的膨胀功时,热力学能就不增加,即当qpdv时,du0;又当气体吸热全部用来增加其热力学能时,即当qdu时,气体也不膨胀,因为此时,pdv0,而P0,所以dv0。
2不正确:上题4就是气体膨胀而不对外做功的实例。
3正确:无摩擦时wpdv,P0,压缩时dv0,故w0消耗外功;有摩擦时,wpdv,P0,压缩时dv0,故w0消耗更多的外功。所以无论有无摩擦,
也不论是否吸热或放热,气体压缩时一定消耗外功的。
2
f第二章热力学第一定律
习题
21冬季,工厂某车间要使室内维持一适宜温度。在这一温度下,透过墙壁和玻璃窗等处,室内向室外每小时传出07106kcal的热量。车间各工作机器消耗的动力为500PS(认为机器工作时将全部动力转变为热能)。另外,室内经常点着50盏100W的电灯。要使这个车间的温度维持不变,问每小时需供给多少kJ的热量(单位换算关系可查阅附表10和附表11)?
解:为了维持车间里温度不变,必须满足能量平衡即
Q出Q进
所以有因而
Q散Q动Q电灯Q加入
Q加入Q散Q动Q电灯
07106500632415500185985441868
15889106kJh
此题目的练习能量平衡概念及有关能量单位的换算。
22某机器运转时,由于润滑不良产生摩擦热,使质量为150kg的钢制机体在30mi
内温度升高50℃。试计算摩擦引起的功率损失已知每千克钢每升高1℃需热量0461kJ。
解:摩擦引起的功率损失就等于摩擦热,故有
PQ摩擦C钢gmgt046115050306019208kJs19208kW
此题目的练习能量平衡
23气体在某一过程中吸入热量12kJ,同时热力学能增加20kJ。问此过程是膨胀过程还是压缩过程?对外所作的功是多少(不考虑摩擦)?
PS为公制马力的符号,1PS75kgfms。
3
f第二章热力学第一定律
解:由闭口系能量方程:QUW
又不考虑摩擦,故有所以因为所以
QU12Pdv12PdvQU12208kWP0dV0
因此,这一过程是压缩过程,外界需消耗功8kW。
24有一闭口系,从状态1经过a变化到状态2r