11、流速为 500m／s的高速空气流，突然受阻后停止流动。如滞止过程
进村迅速，以致气流会受阻过程中与外界的热交换可以忽略不计。问在 滞止过程中空气的焓变化了多少？ 12、某干管内气体的参数为
某容积为0.53的绝热容器与干管间有阀门相联。容器内最初为真空， 将阀门打开使容器充气。充气过程进行到容器内的压力为2MPa时为止。 若该气体内能与温度的关系为u＝0.72T，T为绝对温度，求充气后容器 内气体的温度。 解：
选容器内的气体作热力系，显然为一开口系。 充气过程中只有气体流入容器，没有气体流出。充气过程满足开口系能量方程。
充气过程的个性条件
为
同时，忽略进入容器的气体动能和重力位能的变化，即能量方程简化为
由于为干管中气体的焓hin假定为正值，则
又min等于加入系统总质量，等于m2（充气后容器内气体的 质量）与m1（充气前容器内气体的质量）之差，最初容器为真空，m1＝0，故 上式可写作
充气后气体温度T2=
第三章 熵及热力学第二定律
1、某动力循环中，工作流体在平均温度400℃下得到热量3150kJ/kg，向温度为20℃的冷却水放出热
量1950kJ／kg。如果流体没有其它的热交换，此循环满足克劳修斯不等式吗? 2、某制冷循环中，工质从温
度为-73℃的冷源吸取热
量 100kJ，并将热量220kJ传给温度为27℃的热源。此循环满足克劳修斯不等式吗?
3、两卡诺机A、B串联工作。A热机在627℃下得到热量，并对温度为T的热源放热。B热机从温度为
T的热源吸收A热机排出的热量，并向27℃的冷源放热。在下述情况下计算温度T： （1）二热机输出功相等； （2）二热机效率相等。 解：（1）当二热机输出功相等（
）时，中 间热源温度T
上式可写成
(2)当二热机的热效率相等（
时，中间热源温度T'℃
℃
kJ／h。
4、用卡诺热泵对某建筑物供热。室外温度为-8℃，建筑物维持27℃，每小时供热量为2×
求：
（1）从外界环境输入到建筑物中的热量； （2）要求输入的功率。
5、利
图所的
并限限1
5
0
0
K
，
求
：
二
循0
用3示效求大值0环O
K的
、表示-16 a、b
两循环率比 ，
趋时。
，
效
率
若于的
无极＝＝
。
解：卡诺循环A的热效率
循环B，其作功量
其热效率
二循环的效率比
当T1时，二循环效率比的极限值
＝2000K）得到热量
，并将热
6、某热机循环中，工质从热源（
量排至冷源（＝300K）。在下列条件下，试确定此热机循环是可 逆、不可逆或不可能： （1） （2）
＝1000J， W＝900J； ＝2000J，
＝300J； ＝500J
（3）W＝1500J，
7、用可逆热机驱动可逆制冷机。热机从热源
热，而制冷机从冷藏库试证明当
大大高于
取热向热源
吸热，向热源放
放热，如图3－17 所示。
与
时，制冷机从冷藏库吸取的热量
25
的融一如334.
热源供给热机的热量。
8、将10Kg、50℃的水与60kg、90℃的水在绝热容器中混合，求混合
后体系的熵增。已知水的比热容为 4.1868 kJ／（kg·K）。 9、将 5kg、 0℃
的冰，投入盛有
kg温度为 50℃的水绝热容器中，求冰完全化且与水的温度均匀致时系统熵的变化。已
冰的融解热为 3kJ/kg，水的比热容为 1868kJ／（kg·K）。
10、 可
逆13
--
2160
卡-380℃
-所0，
诺4-示℃循
循1。，环
如已吸
知
环图
＝30＝热， 源使，？
（熵（系求循
量＝3000kJ求： （1）循环作功量；
2）冷源吸热量及冷增量； 3）如果由于不可逆统的熵增加0.2kJ/K冷源多吸收多少热环少作多少功？
11、 闭系中某一过程的熵变化为25kJ／K，此过程中系统仅从热源（300K）得到热量6000kJ。问此过
程是可逆、不可逆或不可能？
12、 气体在气缸中被压缩，气体的内能变化为55.9kJ／kg，熵变化为－0.293kJ／（kg·K），输给气
体的功为186kJ/kg。温度为20℃的环境可与气体发生热交换，试确定每压缩 1kg气体时的熵产。 13、 两物体质量相等、比热容相同（都为常数），其中A物体初温为，B物体初温为
作热源和冷源，使可逆机在其间工作，直至两物体温度相等时为止。
。用它们
（1）试证明平衡时的温度为 （2）求可逆机作出的总功量；
（3）如果两物体直接接触进行热交换，直至温度相等，求此时的平衡温度及两物体的总熵增。 解：取A、B物体（质量相同，比热容相同）和可逆热机作绝热系。A物体（热源）放热后，温度由TA降至Tm,B物体（冷源）吸热后，由TB升高至Tm,可逆热机在A，B物体间工作，当二物体温度相等时，可逆热机停止工作，则有 又 故
（2）可逆热机作出的总功量
A物体由TA降至Tm'放出热量Q1
B物体由TB降至Tm'放出热量Q2 可逆热机作出的总功量W
（3）如果A，B物体直接接触进行热交换，至温度相等，此时的平衡温度及两物体的总熵增。 由热平衡式得
两物体组成系统的总熵增
14、 两个质量为m 、比热容为定值的相同物体处于同一温度。将两物体作为制冷机的冷、热源，使
热从一物体移出并传给另一物体，结果一个物体温度连续下降，而另一物体连续上升。证明：当被
冷却的物体温度降到
（
＜
＝时所需的最小功为
。
证：设冷源被移出热量后，温度由T1降至Tf，热源吸收热量后，温度由T1增至Tx 冷源移出的热量 Q冷＝mc（T1-Tf） 热源吸收的热量 Q热＝mc (Tx-T1)
可逆制冷机消耗功量 Wmin= Q热－Q冷＝mc(Tx-T1)－mc(T1－Tf) =mc(Tx+Tf-2T1) 热源，冷源和可逆制冷机组成的绝热系， 有
即