第四章411kg空气在可逆多变过程中吸热40kJ，其容积增大为v210v1，压力降低为
p2p18，设比热为定值，求过程中内能的变化、膨胀功、轴功以与焓和熵的变化。
解：热力系是1kg空气
过程特征：多变过程
l
p2p1l
18＝09l
v1v2l
110
因为
qc
T
内能变化为
cv

52
R
＝7175J
kgK
cp

72
R

75
cv
＝10045
J
kgK
c


cv

k
1
5cv
＝35875J
kgK
ucvTqcvc
＝8×103J
膨胀功：wqu＝32×103J
轴功：ws
w288×103J焓变：hcpTku＝14×8＝112×103J
熵变：s

cp
l

v2v1
cv
l

p2＝082×103Jp1
kgK
4－2有1kg空气、初始状态为p105MPa，t1150℃，进行下列过程：
〔1〕可逆绝热膨胀到p201MPa；
〔2〕不可逆绝热膨胀到p201MPa，T2300K；
〔3〕可逆等温膨胀到p201MPa；
〔4〕可逆多变膨胀到p201MPa，多变指数
2；试求上述各过程中的膨胀功与熵的变化，并将各过程的相对位置画在同一Xpv图和Ts图上
解：热力系1kg空气（1）膨胀功：

f
w
RT1
1


p2

k1k

＝1119×103J
k1p1
熵变为0
〔2〕wucvT1T2＝883×103J
s

cp
l

T2T1

Rl

p2p1
＝1168J
kgK
〔3〕wRT1l
p1＝1954×103JkgKp2
sRl
p1＝0462×103JkgKp2
〔4〕w
RT11
p2


1


＝671×103J

1p1
T
2

T1
p2


1

＝1892K
p1
s

cp
l

T2T1

Rl

p2p1
＝－3464J
kgK
43具有1kmol空气的闭口系统，其初始容积为1m3，终态容积为10m3，当初态和终态
温度均100℃时，试计算该闭口系统对外所作的功与熵的变化。该过程为：〔1〕可逆定
温膨胀；〔2〕向真空自由膨胀。
解：〔1〕定温膨胀功wmRTl
V21293224287373l
107140kJ
V1
1
smRl
V21914kJKV1
2自由膨胀作功为0
smRl
V21914kJKV1
4－4质量为5kg的氧气，在30℃温度下定温压缩，容积由3m3变成06m3，问该过程中
工质吸收或放出多少热量？输入或输出多少功量？内能、焓、熵变化各为多少？
解：qmRTl
V252598300l
06－6272kJ
V1
3
放热6272kJ
因为定温，内能变化为0，所以
wq
内能、焓变化均为0

f
熵变：
smRl
V2－21kJKV1
4－5为了试验容器的强度，必须使容器壁受到比大气压力高01MPa的压力。为此把压力等于大气压力。温度为13℃的空气充入受试验的容器内，然后关闭进气阀并把空气加热。已知大气压力B＝1013kPa，试问应将空气的温度加热到多少度？空气的内能、焓和熵的变化为多少？解：〔1〕定容过程
T2T1p228610010135683K
p1
1013
（2）
内能变化：u

cv
T2
T1

52
28r