第五章热力学第二定律练习题.ppt
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1、第五章 热力学第二定律 练习题,5.1、填空题 (1)不需要任何条件而可单独地自动进行的过程称为(),这类过程都是()。 (2)不可逆循环的热效率,必定低于()可逆循环的热效率。 (3)写出三种热力学第二定律的数学表达式()、()、()。 (4)孤立系统的熵可以(),也可以(),但不可能()。,5.2是非判断及改错题: (1)只有一个热源是不可能实现热变功的。 (2)所有可逆循环的热效率 都等于 。 (3)任何不可逆循环都必有 。 (4)系统没有从外界吸热,系统的熵不可能增大。 (5)自发过程是不可逆的。 (6)使系统熵增加的过程一定是不可逆过程。 (7)系统经过一个可逆过程后,其熵变为 (8
2、) 工作在温度分别为 和 的两个相同恒温热源间的一切热机,其循环热效率均相等。,5.3 如果一台窗式空调机放在室内桌子上运行,问室温上升、 下降、还是维持不变? 5.4 制冷循环的性能系数能否小于1或大于1?那么对热泵循环的性能系数又咋样? 5.5 某人声称用120的高压水蒸气通过传热将少量的水的温度提高到150。这合理吗? 5.6 用热泵对房子采暖,其性能系数为2.5。即,热泵没消耗1kWh电力就给房间供热2.5Wh。这是否违反第一定律?为什么? 5.7 某人声称开发出电阻加热器每消耗1kwh电力就给房间供热1.2wh。这合理吗?是永动机吗?为什么?,5.8冬季利用热泵从大气中抽取热量用以维
3、持15的室温。当室内温度与大气温度相差1 时,通过墙壁与大气交换的热流量约0.65W/K,求: (1)如果大气温度为一15 ,驱动热泵所需的最小功 率是多少。 (2)夏季,将同一台热泵用于室内空调,热泵输入功率及 温差为1 时通过墙壁与大气交换的热量同上。如要维持室温15 ,问最大允许的大气温度是多少度?,供暖系数 所需最小功率,解(1)热泵供给室内的热流量,(2)从室内吸热率 可逆制冷机的制冷系数,5.9 某循环在700K的热源及400K的冷源之间工作如下图所示,试判断是热机循环?还是制冷循环?是可逆循环?还是不可逆循环? 解:根据热力学第一定律,无沦是热机机循环还是制冷循环;,无论可逆与否
4、,都有,方法一 用克劳修斯积分判断 设如图(b)所示的热机循环 所以,热机循环不可能 设如图(c)所示的热机循环 根据克劳修斯不等式知,此循环是如图(c)所示的不可逆制冷循环,方法二 用孤立系统熵增原理判断 取热源、冷源及循环工质为孤立系设如图(b)所示热机循环则,如图(c)所示的制冷循环,5.10是判断如下图(a)所示的可逆循环 的大小与方向,循环净功W的大小与方向以及 的方向。 第一种情况,设循环自 的热源吸热如图(b)对于可逆循环,克劳修斯积分,解得,第二种情况,若设循环向 的热源吸热 如(c) 对于可逆循环,克劳修斯积分 即 解得 所以,循环中各量大小与方向如图(c),5.11请读者自
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