Wnet?Q1?Q2Q1?Wnet?Q2?10000kJ?4000kJ?14000kJ方法1：
设为热机循环
??δQQ1Q214000kJ4000kJ?????10kJ/K?0 不可能 TrTr1Tr2700K400KQQδQ14000kJ4000kJ??1?2?????10kJ/K TrTr1Tr2700K400K设为制冷循环：
符合克氏不等式，所以是不可逆制冷循环
方法2：
设为热机循环
TL400K?1??0.4286 Th700K?t??C不可能
?C?1??t?Wnet10000kJ??0.7126 Q114000kJ设为制冷循环
?c?TcQ400K4000kJ??1.33 ??2??0.4
T0?Tc700K?400Kwnet10000kJ???c?可能但不可逆，所以是不可逆制冷循环
七、计算题
1．解：
6（1）p1?9000?98.66?9098.66kPa p2?98.6?95.?06kP3.a 6（2）取汽轮机汽缸内壁和蒸汽进、出口为系统，则系统为稳定流动系统，能量方程为
1q??h??c2?g?z?wsh
2q?6.3?103/40000?0.1575kJ/kg
进、出口的动能差和位能差忽略不计，则
wsh?q??h??0.1575?(2240?3440)?1200(kJ/kg)
（3）汽轮机功率
40?103?1200?1.33?104(kW) P?qmwsh?3600（4）?wsh?121?c??(1402?602)?10?3?8kJ/kg 22?wsh8 ?k? ??0.67%wsh1200
2．解： Qc?mccc(tc?tm) Qw?mwcw(tm?tw)
Qc?Qw mccc(tc?tm)?mwcw(tm?tw)
代入数据解得：tm?32.48℃
?Sw???Sc??Tm?QTTw????TmTwmwcwdTT32.48?273?mwcwlnm?6?4.187?ln?1.23kJ/K TTw18?273mcccdTT32.48?273?mccclnm?0.8?0.47?ln??0.54kJ/K TTc1000?273?Sg??Sw??Sc?1.23?0.54?0.69kJ/K
Tm?QTTmTcTc
3、 解：
（1）画出各过程的p-v图及T-s图
（2）先求各状态参数
nRT1500mol?8.314J/(mol?K)??273?25?Kp1??V12m3?6.19393?105Pa?6.11atm
?p?T2?T1?2??p1???1??1MPa??298K????6.11MPa?11.671.67?11.67?144.26K
1?p??6.11MPa?V2?V1?1??2m3????1MPa??p2???5.906m3
T3?T2?144.26KV3?V1?2m3
p3?500mol?8.314J/(mol?K)?144.26K?299855Pa 32m等温过程 ：热量=膨胀功=技术功
Q?Q1?2?Q2?3?Q2?3?WT2?3?nRTlnV3V22m3 ?500mol?8.314J/(mol?K)?144.26K?ln35.906m??649.4kJ所以，放热
W?W1?2?W2?3??U1?U2??WT2?3?nCVm?T1?T2??nRTlnV3V2
?500mol?3?4.1868J/(mol?K)??298?144.26?K???649.4?kJ?316.12kJ?U1?3?Q1?3?W1?3??649.4kJ?316.62kJ??965.52kJ?H1?3?nCpm?T3?T1???U???pV?
??965.52kJ??299.855?619.393?kPa?2m3 ?1604.6kJ?TV??S1?3?n?CVmln3?Rln3?T1V1???500mol?3?4.1868J/(mol?K)?ln??4.56kJ/K4．解：根据能量方程有
144.26K
298KQ1??U1?W1 Q2??U2?W2
?U1???U2 ?Q1?W1?W2?Q 2 W2?Q1?Q2?W 1W2?Q1?Q2?W1??8?6?26??28(kJ)
5．解： （1）?c?1? （2）P0?TL20?273?1??72.7% TH800?273W0?cQH0.727?1000???12.12(kW) 606060 （3）QL?QH(1??c)?1000?(1?0.727)?273kJ
0.287?103?(35?273)36．解 v2?v1???0.442m/kg 6p10.2?10RgT1p2?p1T2(180?273)?0.2??0.294MPa T1(35?273)q?cV(t2?t1)?0.717?(180?35)?103.97kJ/kg
w?0
wt?v1(p1?p2)?0.442?(0.2?0.294)?106?10?3??41.5kJ/kg ?h?cp(t2?t1)?1.004?(180?35)?145.6kJ/kg
7、解：
缸内气体为热力系-闭口系。突然取走90kg负载，气体失去平衡，振荡后最终建立新的平衡。虽不计摩擦，但由于非准静态，故过程不可逆。但可以应用第一定律解析式。由于缸壁充分导热，所以缸内的气体在热力变化过程中的温度是不变的。
首先计算状态1和状态2的基本参数，
F1205?771?133.32??98100?0.3039MPaA100V1?A?h?100?10?10?6?10?3m3 P1?Pb?T2?T1
V2?A?(h??h)?(h??h)?100?10?6?(10??h)?10?4m3
P2?Pb?F2205?90?771?133.32??98100?0.2156MPa A100PVPV11?m2?22 RgT1RgT2(1) 求活塞上升的高度：
过程中质量不变，且等于 m1?V2?P0.30391V1??10?3?(10??h)?10?4 P20.2156?h?4.1 cm
（2）气体在过程中作的功
根据热力学第一定律，Q??U?W， 以及?U?U1?U2?m2u2?m1u1
由于m2?m1,?u?KJ/Kg??T?k且T1=T2，?u?0 由于不计摩擦气体所做的功，W分为两部分： W1位克服大气所做的功；W2位活塞位能的增加量 则W2??Ep?mgh?(205?90)?9.81?4.1?10?2?46.25J
W1?PbA??h?771?133.32?100?10?4?4.1?10?2?42.14J
?W?W1?W2?46.25?42.14?88.4J
6?42?2或者，W?p2A?H?0.2156?10Pa?100?10m?4.1?10m?88.4J
8.解：
（1）1到2是可逆多变过程，对初，终态用理想气体状态方程式有
287J/(kg?K)??1300?273?Kv1???0.05643m3/kg6p18?10PaRgT1v2?RgT2p2287J/(kg?K)??400?273?K??0.48288m3/kg60.4?10Pa
所以多变指数
ln(p1/p2)ln(8?106Pa/0.4?106MPa)n???1.395 33ln(v2/v1)ln(0.48288m/kg/0.05643m/kg)（2）多变过程的膨胀功
w?Rgn?1?T1?T2??287J/(kg?K)?1573?673?K?653.92kJ/kg
1.395?1（3）多变过程的热量
q??u?w?cV?T2?T1??w?0.716kJ/(kg?K)??673?1573?K?653.92kJ/kg ?9.52kJ/kg?0故该可逆多变膨胀过程是吸热过程 9.cv=
1430=1229J/(kg·k) Rr=
k?11.35?1 W=0
△U=mcv(T2－T1)=2.26×1.229×(591－477)=317kJ Q=△U=317kJ △S=mcvln
T2591=2.26×1.229×ln=0.595kJ/K T1477 10.ΔSg=
10001000 ?500?2731500?273 =0.73kJ/K Ex1=T0·ΔSg
=(273+25)×0.73 =217.5kJ 11.
p20.15==0.214<0.528 为缩放型喷管。 p10.7k?1kp T2=T1(2)p10.15)=1073×(0.71.4?11.4=691K
c2=2cp(T1?T2)=2?1004?(1073?691)=876m/s M2=
c2876=1.66 a21.4?287?691