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T p1 T1 p p1 不可逆 可逆 p2 T1 可逆 不可逆 p2 s1 s2 s v 11题图
答：见图。
5-12孤立系统中进行了（1）可逆过程；（2）不可逆过程，问孤立系统的总能、化？
答：（1）孤立系统中进行了可逆过程后，总能、总熵、总火用都不变。 （2）孤立系统中进行了不可逆过程后，总能不变，总熵、总火用都发生变化。word 可编辑.
总熵、总火用各如何变
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5-13 例5–12中氮气由0.45MPa、310K可逆定温膨胀变化到0.11MPa、310K，w1–2，max=w=129.71 kJ/kg，但根据最大有用功的概念，膨胀功减去排斥大气功（无用功）才等于有用功，这里是否有矛盾？
答：没有矛盾。
5-14 下列命题是否正确？若正确，说明理由；若错误，请改正。
（1）成熟的苹果从树枝上掉下，通过与大气、地面的摩擦、碰撞，苹果的势能转变为环境介质的热力学能， 势能全部是火用，全部转变为火无。
（2）在水壶中烧水，必有热量散发到环境大气中，这就是火无，而使水升温的那部分称之为火用。 （3）一杯热水含有一定的热量火用，冷却到环境温度，这时的热量就已没有火用值。 （4）系统的火用只能减少不能增加。
（5）任一使系统火用增加的过程必然同时发生一个或多个使火用减少的过程。
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5-15 闭口系统绝热过程中，系统由初态1变化到终态2，则w=u1–u2。考虑排斥大气作功，有用功为wu= u1–u2–p0(v1–v2)，但据火用的概念系统由初态1变化到终态2可以得到的最大有用功即为热力学能火用差：wu,max=ex,U1–exU2= u1–u2–T0(s1–s2)–p0(v1–v2)。为什么系统由初态1可逆变化到终态2得到的最大有用功反而小于系统由初态1不可逆变化到终态2得到的有用功小？两者为什么不一致？ P170 5-1 ?t=
T1273.15?20=11.726 ?T1?T2293.15?268.15 Q2=?t?1Q1?11.726?1?2.5?104=22867.99kJ/h
?t11.726 N=W/95%=Q1/(0.95?t)=2.5?104/(0.95?11.726)=2244.23kJ/h=0.623kW N电炉= Q1=2.5?104kJ/h= 6.944kW 5-2 不采用回热
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p2=p1=0.1MPa, T4=T1=300K, T3=T2=1000K, q23=400kJ/kg, q12=cp(T2-T1)=1.004?(1000-300)=702.8kJ/kg q34=cp(T4-T3)=1.004?(300-1000)=-702.8kJ/kg
q23=RT2ln(p2/p3), q41=RT1ln(p4/p1)=RT1ln(p3/p2)= -RT1ln(p2/p3) ? q41=-T1 q23/T2= -300?400/1000=-120kJ/kg
?t=1-?q41+q34?/ (q12+q23) =1-?-702.8-120?/ (702.8+400) = 0.2539 采用极限回热，过程34放热回热给过程12，q34?q12 ?r=1-?q41?/q23) =1-?-120?/400=0.70 5-3 如图所示，如果两条绝热线可以相b、c两点作等压线分别与绝热线s1、ab组成一闭合循环回路，沿此回路可为可逆绝热过程，只有定压过程bc为
v 5-3题图 word 可编辑.
p b c s2 a 交，则令绝热线s1、s2交于a点，过s2交于b、c点。于是，过程bc、ca、进行一可逆循环，其中过程ca、ab均吸热过程，而循环回路围成的面积就是
s1 - - .. --
对外净输出功。显然，这构成了从单一热源吸热并将之全部转变为机械能的热力发动机循环，是违反热力学第二定律的。 5-4 (1) p1=p2??(2) 见图。 (3) RT2ln(p2/p1)
T 1 ?T1????T2?kk?1?1500??0.1???300??1.41.4?1=27.95MPa
q31=cp(T1-T3)=
kk?1R(T1-T2), q23= RT2ln(p2/p3)=
3 2 s 5-4题图 ?t=1-
q23q31RT2ln?1?p2p1300?ln?1?0.127.95kR?T1?T2?k?11.4?1500?300?1.4?1
=0.5976
5-5 (1) QH=?'Wnet=?'?tQ1=3.5?0.40?100=140kJ (2) ?c=1-word 可编辑.
T0TH290360?1??0.71, ?'c=?T11000TH?T0360?290=5.14
工程热力学课后思考题答案 - - 第四版 - 沈维道 - 童钧耕主编 - 高等教育出版社
