（共50分）1压气机在95kPa、25℃的状态下稳定地以340m3mi
的容积流率吸入空气，进口处的空气流速可以忽略不计；压气机排口处的截面积为0025m2，排出的压缩空气的参数为200kPa、120℃。压气机的散热量为60kJmi
。已知空气的气体常数Rg0287kJkgK，比定热容cV0717kJkgK，求压气机所消耗的功率。（16分）解：以压气机中空气为研究对象，其稳定工况的能量方程为

QWshh1

c122


gz1mh2

c222


gz2m0
即

Wsh

Qh1

c122


gz1mh2

c222


gz2m
（a）
其中：

Q


60

10
3
1000J
s
60


m
p1V

95103
34062944kgs
RgT12872732560


c2

m2A2

mRgT2p2A2

629442872731202001030025
14199ms
hh2h1cpT27371712025953800Js
将以上数据代入式（a），可得压气机所消耗的功率为：
c10msz0m

Wsh

1000
62944
953800
141992
2

6648
105J

s
2在高温环境中有一容器，A侧装有2kg氮气，压力为007MPa，温度为67℃；B侧装
有8kg氮气，压力为01MPa，温度为17℃，。A和B的壁面均为透热壁面，它们之间用管道和阀门相连，见附图。现打开阀门，氮气由B流向A。氮气可视为理想气体，已知气体常数RgN2297JkgK，过程中的平均定容比热容cv0742kJkgK，若压力平衡时容器中气体温度为t240℃，试求：⑴平衡时终压力P2；⑵吸热量Q；⑶气体
N2
2kg007MPa
67℃
的熵变。（18分）
解：⑴容器A和B的容积分别为取AB中的气体为系统（CM），
VA

mARgTA1PA1

2297340007106
28851
m3
VB

mBRgTB1PB1
829729001106
68904
m3（4分）
N28kg01MPa17℃
fmmAmB2810kg
VVAVB288516890497755m3（2分）
终态时的气体压力
⑵按题给，系统不对外作功，有
P2

mRgT2V
1029731397755
00951
MPa（2分）
QUmcvT2cvmATA1mBTB1100742313074223408290（5分）
23224622269646kJ
⑶原在A中的氮气熵变（2分）
SA
mAcpl

T2TA
Rgl

P221039l
PA
2734027367
0297l

0095103540007
kJK
原在B中的氮气熵变（2分）
SB
mBcpl

T2TB
Rgl

P2PB
21039l

2734027317
0297l

009510753801
kJK
全部氮气的熵变
SSASB035400753803998kJK（1分）
3将100kg温度为30℃的水与200kg温度为80℃的水在绝热容器中混合，假定容器内壁与水之间也是绝热的，且水的比
热容为定值，取c4187kJkgK，环境温度为17℃。求混合过程导致的可用能损失？（16分）
解：以绝热熔器内水为研究对象，由其能r