特征：绝热充气过程 工质：空气（理想气体）
根据开口系统能量方程，忽略动能和未能，同时没有轴功，没有热量传递。
没有流出工质m2=0 dE=dU=(mu)cv2-(mu)cv1
终态工质为流入的工质和原有工质和m0= mcv2-mcv1 mcv2 ucv2- mcv1ucv1=m0h0 h0=cpT0 ucv2=cvT2 ucv1=cvT1
p1Vmcv1=RT1 p2Vmcv2 =RT2 0?m2h2?m0h0?dE (1)
代入上式(1)整理得
T2?kT1T2T1?(kT0?T1)p1p2=398.3K
3－10 供暖用风机连同加热器，把温度为t1?0℃的冷空气加热到温度为t2?250℃，然后送入建筑物的风道内，送风量为0.56kg/s，风机轴上的输入功率为1kW，设整个装置与外界绝热。试计算：（1）风机出口处空气温度；（2）空气在加热器中的吸热量；（3）
若加热器中有阻力，空气通过它时产生不可逆的摩擦扰动并带来压力降，以上计算结果是否正确？ 解：开口稳态稳流系统 （1）风机入口为0℃则出口为
?Cp?T?Q??T?mt2?t1??t?1.78℃
Q1000??3?mCp0.56?1.006?101.78℃
空气在加热器中的吸热量
?Cp?T?0.56?1.006?(250?1.78)＝138.84kW Q?m(3)若加热有阻力，结果1仍正确；但在加热器中的吸热量减少。加热器中Q?h2?h1?u2?P2v2?(u1?P1v1)，p2减小故吸热减小。
3－11 一只0.06m3的罐，与温度为27℃、压力为7MPa的压缩空气干管相连接，当阀门打开，空气流进罐内，压力达到5MPa时，把阀门关闭。这一过程进行很迅速，可认为绝热。储罐的阀门关闭后放置较长时间，最后罐内温度回复到室温。问储罐内最后压力是多少？
解：热力系：充入罐内的气体
由于对真空罐充气时，是焓变内能的过程
mh?mu
T?cpcvT0?kT0?1.4?300?420K
罐内温度回复到室温过程是定容过程
p2?T2300P1??5T420＝3.57MPa
3－12 压力为1MPa和温度为200℃的空气在一主管道中稳定流动。现以一绝热容器用带阀门的管道与它相连，慢慢开启阀门使空气从主管道流入容器。设（1）容器开始时是真空的；（2）容器装有一个用弹簧控制的活塞，活塞的位移与施加在活塞上的压力成正比，而活塞上面的空间是真空，假定弹簧的最初长度是自由长度；（3）容器装在一个活塞，其上有重物，需要1MPa的压力举起它。求每种情况下容器内空气的最终温度？ 解:（1）同上题
T?kT0?1.4?473?662K=389℃
（2）h?u?w h=cpT0 L=kp
w??pAdL??pAkdp?111kpAp?pV?RT222
cpT=cv?0.5RT0?552K=279℃
同（2）只是W不同
w??pdV?pV?RT
cpT=cv?R
T0?T0?473K＝200℃
3－13 解：W???h
对理想气体h?cp?T
u?cv?T
3－14 解：（1）理想气体状态方程
T2?T1p2?2*293p1＝586K
（2）吸热：
Q?mcv?T?p1VR?TRT1k?1＝2500kJ
3-15 解：烟气放热等于空气吸热 1m3空气吸取1.09 m3的烟气的热
Q?1.09?245＝267kJ
?t?Q267??vc1.293?1?1.01＝205℃
t2=10+205=215℃
3-17 解：m1h1?m2h2?(m1?m2)h3
h?cpT
代入得：
T?m1cT1?m2cT2120*773＋210?473?(m1?m2)c330＝582K
＝309℃
3－18 解：等容过程
k?cpcp?R?1.4
RT2?RT1p2v?p1v?k?1k?1＝37.5kJ
Q?mcv?T?m
3-19 解：定压过程
T1=
p1V2068.4?103?0.03?mR1?287=216.2K
T2=432.4K 内能变化：
?U?mcv?t?1?(1.01?0.287)?216.2＝156.3kJ
焓变化：
?H?k?U?1.4?156.3?218.8 kJ
功量交换：
V2?2V1?0.06m3
W??pdV?p(V2?V1)?2068.4?0.03＝62.05kJ
热量交换：
Q??U?W?156.3?62.05=218.35 kJ
第四章 理想气体的热力过程及气体压缩
4-1 1kg空气在可逆多变过程中吸热40kJ，其容积增大为
v2?10v1，压力降低为p2?p1/8，设比热为定值，求过程中内能的
变化、膨胀功、轴功以及焓和熵的变化。 解：热力系是1kg空气