第四章的习题及答案1141设有一台锅炉，水流入锅炉是之焓
为627kJkg，蒸汽流出时的焓为2717kJkg，1锅炉的效率为70％，每千克煤可发生
29260kJ的热量，锅炉蒸发量为45th，试计算每小时的煤消耗量。11℃状态
pMPatUmsHkJkg进口水019670229298出口蒸汽
0098110520026838解：锅炉中的水处于稳态流动过程，可
由稳态流动体系能量衡算方程：12HugZWQ
s2体系与环境间没有功的交换：，并忽动能和位能的变化，
W0s所以：
HQ3设需要煤mkg，则有：
4510271762729260m70解得：m5832kg1142
一发明者称他设计了一台热机，热机消耗热值为42000kJkg的油料05kgmi
其产生的输出功率为170kW，规定这热机的高温与低温分别为670K与330K，试判断此设计是否合理？
T3302解：可逆热机效率最大，可逆热机效率：
110507maxT67011热机吸收的热量：
Q420000521000kJmi
1热机所做功为：
W170kJs60smi
102000kJmi
W10200该
热机效率为：
0486Q21000该热机效率小于可逆热机
效率，所以有一定合理性。5431kg的水在1×10Pa的恒压下可逆加热到沸
点，并在沸点下完全蒸发。试问加给水的热量有多少可能转变为功？环境温度为293K。解：
查水蒸气表可得始态1对应的焓和熵为：H＝8393kJkg
S02962kJkgK11
末态2对应的焓和熵为：H＝
26759kJkgS73609kJkgK22
QHH26759839325920kJkg21
WHTS259202931573609029625220kJkgid0sys44如果上题中所需热量来自温度为533K
的炉子，此加热过程的总熵变为多少？由于过程的不可逆性损失了多少功？解：此时系统的熵变不变
S70647kJkgKsys炉子的熵变为QH25920
S
486kJkgK
surTT533
86205S706474
2
kJkgKtWTS2931522056460kJkgl0t451mol理想气体，400K下
f在气缸内进行恒温不可逆压缩，由01013MPa压缩到1013MPa。压缩过程中，由气体移出的热量，流到一个300K
的蓄热器中，实际需要的功较同样情况下的可逆功大20％。试计算气体的熵变，蓄热器的熵变以及。Sg解：稳态
流动过程能量衡算方程HWQsCpR理想气体：dSdTdp
Tp1013R101311
Sdp8314l
191437JmolK
p0101301013理想气体的焓只是温度的函数，所以：
H01对于可逆过程：QTS19144007656JmolR理想气体恒温压缩下：HWQsR1WQ7656JmolsR1对于不可逆过程：WW12012765691872JmolsR1
molQW91872J
s对于蓄热器可视为环境，对于环境交换的热量可视为可逆热，所以对蓄热器：
Q91872环11S
3062JmolK蓄T300环
11
总
焓
变
：
SSS191430621148Jmr