工程热力学例题与习题
第4章
4．1本章基本要求
理想气体热力过程及气体压缩
熟练掌握定容、定压、定温、绝热、多变过程中状态参数p、v、T、u、
h、s的计算，过程量Q、W的计算，以及上述过程在pv、Ts图上
的表示。4．2本章重点
结合热力学第一定律，计算四个基本热力过程、多变过程中的状态参数和过程参数及在pv、Ts图上表示。本章的学习应以多做练习题为主，并一定注意要在求出结果后，在pv、Ts图上进行检验。4．3例题
例1．2kg空气分别经过定温膨胀和绝热膨胀的可逆过程，如图41，从初态p19807bart1300C膨胀到终态容积为初态容积的5倍，试计算不同过程中空气的终态参数，对外所做的功和交换的热量以及过程中内能、焓、熵的变化量。
图41解：将空气取作闭口系对可逆定温过程12，由过程中的参数关系，得
p2p1
v1198071961barv25
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f工程热力学例题与习题
按理想气体状态方程，得v1
RT101677m3kgp1
v25v108385m3kg
T2T1573Kt2300C
气体对外作的膨胀功及交换的热量为
WTQTp1V1l

V25294kJV1
过程中内能、焓、熵的变化量为
U120
H120
S12
QT09239kJKT1
或S12mRl

V209238kJKV1
对可逆绝热过程12′由可逆绝热过程参数间关系可得
p2p1
v1kv2
其中v2v208385m3kg
故
1p2980714103bar5
T2
p2v2R
301K
t228C
气体对外所做的功及交换的热量为
Ws11p1V1p2V2mRT1T23903kJk1k1
Qs0
过程中内能、焓、熵的变化量为
U12mcvT2T13901kJ
或U12W23903kJ
H12mcpT2T15462kJ
S120
例21kg空气多变过程中吸取4187kJ的热量时，将使其容积增大
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f工程热力学例题与习题
10倍，压力降低8倍，求：过程中空气的内能变化量，空气对外所做的膨胀功及技术功。解：按题意
1p15
q
4187kJkg
v210v1
p2
空气的内能变化量：由理想气体的状态方程
p1V1RT1
得：T2多变指数
10T18
p2V2RT2


l
p1p2l
80903l
v2v1l
10
k1
kT2T1cvT1
14
1
多变过程中气体吸取的热量
q
c
T2T1cv
T1571K
气体内能的变化量
U12mcvT2T1816kJkg
空气对外所做的膨胀功及技术功：膨胀功由闭系能量方程
w12q
u123371kJkg
或由公式w12技术功：w12
p1RT112
1p1
pRT112
1p1

1

来计算

1

w123049kJkg
例3：r