5．理想气体分子量M=16，k=1.3，若此气体稳定地流过一管道，进出管道时气体的温度分别为30℃和90℃，试求对每公斤气体所需的加热量（气体的动能和位能变化可以忽略）。
6．某理想气体在气缸内进行可逆绝热膨胀，当容积为二倍时，温度由40℃下降到－40℃，过程中气体做了60kJ/kg的功。
若比热为定值，试求cp与cv的值。
7．某理想气体初温T1=470K，质量为2.5kg，经可逆定容过程，其热力学能变化为U=295.4kJ,求过程功、过程热量以及熵的变化。
设该气体R=0.4kJ/（kg·K），k=1.35,并假定比热容为定值。
8．在一具有可移动活塞的封闭气缸中，储有温度t1=45C，表压力pg1=10kPa的氧气0.3m3。
在定压下对氧气加热，加热量为40kJ；再经过多变过程膨胀到初温45C，压力为18kPa。
设环境大气压力为0.1MPa，氧气的比热容为定值，试求：
（1）两过程的焓变量及所作的功；
（2）多变膨胀过程中气体与外界交换的热量。
9．1kg空气，初态p1=1.0MPa,t1=500C，在气缸中可逆定容放热到p2=0.5MPa，然后可逆绝热压缩到t3=500C，再经可逆定温过程回到初态。
求各过程的u，h，s及w和q各为多少？
并在p-v图和T-s图上画出这3个过程。
10．一封闭的气缸如图4-3所示，有一无摩擦的绝热活塞位于中间，两边分别充以氮气和氧气，初态均为p1=2MPa，t1=27C。
若气缸总容积为1000cm3，活塞体积忽略不计，缸壁是绝热的，仅在氧气一端面上可以交换热量。
现向氧气加热使其压力升高到4MPa，试求所需热量及终态温度，并将过程表示在p-v图及T-s图上。
图4-3
11．如图4-4所示，两股压力相同的空气流，一股的温度为t1=400℃，流量
=120kg/h；另一股的温度为t2=150℃，流量
=210kg/h；在与外界绝热的条件下，它们相互混合形成压力相同的空气流。
已知比热为定值，试计算混合气流的温度，并计算混合过程前后空气的熵的变化量是增加、减小或不变？
为什么？
图4-4
12．如图4-5所示，理想气体进行了一可逆循环1-2-3-1，已知1-3为定压过程，v3=2v1；2-3为定容过程，p2=2p3；1-2为直线线段，即p/v=常数。
（1）试论证
；
（2）画出该循环的T-s图，并证明
；（3）若该理想气体的cp=1.013kJ/（kg·K），cv=0.724kJ/（kg·K），试求该循环的热效率。
图
图4-5
13．1kmol理想气体从初态p1=500kPa，T1=340K绝热膨胀到原来体积的2倍。
设气体Mcp=33.44kJ/（kmol·K），Mcv=25.12kJ/（kmol·K）。
试确定在下述情况下气体的终温，对外所做的功及熵的变化量。
（1）可逆绝热过程；
（2）气体向真空进行自由膨胀。
第六章水蒸汽的热力性质和热力过程
一．基本概念
饱和温度：
饱和压力：
饱和水：
干饱和蒸汽：
湿蒸汽：
过热蒸汽：
干度：
绝热效率：
二．习题
1．根据给顶的水蒸汽的压力和比体积，如何用蒸汽表确定它是湿蒸汽还是过热蒸汽？
湿蒸汽的状态参数如何利用蒸汽表求出？
2．由于hp=cp,mT是普遍适用于任意工质的，饱和水在定压下汽化变为干饱和蒸汽时，温度不变，因此，
=hp=cp,m0=0。
这一推论错误在哪里？
3．
（1）在ppc时，定压下蒸汽发生过程的三个阶段是，和；
（2）蒸汽的上界线是的连线，下界线是的连线；
（3）当时，定压下的蒸汽发生过程不再有三个阶段；
（4）试将图5-1中状态点A、B和C、D的名称写出。
A；
B；
C；
D；
图5-1
4．给水在温度t1=60℃、压力p=3.5MPa下进入蒸汽锅炉的省煤器，并在锅炉中加热成t2=350℃的过热蒸汽。
试把该过程表示在T-s图上，并求加热过程中水的平均吸热温度。
5．在一台蒸汽锅炉中，烟气定压放热，温度从1500℃降低到250℃，所放出的热量用以生产水蒸汽。
压力为9MPa、温度为30℃的锅炉给水被加热、汽化、过热成pl=9Mpa、t1=450℃的过热蒸汽。
将烟气近似为空气，取比热为定值。
且cp=1.079kJ／（kgK）。
试求：
（1）产生1kg过热蒸汽需要多少kg烟气？
（2）生产1kg过热蒸汽时，烟气熵的减小以及过热蒸汽熵的增大各为多少?
（3）将烟气和水蒸汽作为孤立系，求生产1kg过热蒸汽时孤立系熵的增大为多少?
设环境温度为15℃。
6．某刚性容器内有湿蒸汽5kg，其中饱和水为0.5kg，压力为0.2MPa。
对容器加热，求使其中湿蒸汽完全变为饱和蒸汽所需的热量。
7．按水蒸汽表和h-s图，求压力为p=3MPa、干度x=0.98的湿蒸汽的状态参数。
8．已知水蒸汽的压力p=0.5Mpa、比体积v=0.836m3/kg，试确定其所处的状态，并求其比焓，比熵和比热力学能。
9．压力p=1.5MPa，t=120C的未饱和水进入锅炉，在其中定压加热为x=0.98的湿蒸汽离开锅炉，蒸发量为qm=4000kg/h，设燃料的发热量为41868kJ/kg，锅炉效率为B=79%。
试求每小时燃料消耗量。
10．1kg水蒸汽初态为p1=3MPa,t1=400C，在气轮机中绝热膨胀到p2=0.006MPa。
（1）当过程可逆时，试求终态的干度x2和气轮机所做的技术功wt；
（2）当过程不可逆，即oi=0.9时，试求终态的干度x2’和气轮机所做的技术功wt’，以及由于过程不可逆而引起的技术功的减少量wt=wt-wt’。
第七章理想混合气体和湿空气
一．基本概念
理想混合气体：
道尔顿分压定律：
分体积定律：
质量分数：
体积分数：
摩尔分数：
湿空气：
饱和空气：
未饱和空气：
露点：
含湿量：
相对湿度：
湿空气的焓：
二．习题
1．用什么方法可使未饱和空气变为饱和空气？
请在p-v图和T-s图上画出相应的过程曲线。
如果把20℃时的饱和空气在定压下加热到30℃,它是否还是饱和空气？
2．零下10℃的空气中为什么还含有水蒸汽？
这些水蒸汽为何不结成冰呢？
3．当湿空气的相对湿度100%时，干球温度t、湿球温度tw和露点温度td的大小关系为，当=100%时，三者间的大小关系为。
4．未饱和空气中水蒸汽的状态如图6-1中A所示，试在该图上定性表示出湿空气的露点温度td。
图6-1
5．设大气压力为0.1MPa，温度为34C，相对湿度为80%。
如果利用空调设备使湿空气冷却去湿至10C，然后再加热到20C，且通过空调设备的干空气量为20kg，试确定：
（1）终态空气的相对湿度；
（2）湿空气在空调装置中除去的水分量mw;（3）湿空气在空调设备中放出的热量和在加热器中吸收的热量。
6．温度为25C，压力为0.1MPa，相对湿度为0.5的湿空气经历压缩后温度升高到50C，压力升高到0.3MPa，之后又在定压下冷却，试问冷却到什么温度时将出现水滴?
7．某船空气调节装置的回风与新风风量之比ma,2/ma,1=3.5，夏季，新风状态t1=38℃,
=40%，室内回风t２=26℃,
=60%，求混合后空气的状态参数。
8．设干湿球温度计的读数为：
干球温度t=30℃,湿球温度tw=25℃,大气压力pb=0.1013MPa，试用h-d图确定湿空气的各参数（h、d、
、td）。
9．已知房间内墙表面温度为16℃，如果室内空气的温度为22℃，试问防止墙表面发生凝结水珠现象，室内空气相对湿度最大不应超过多少？
第八章气体和蒸汽的流动
一．基本概念
马赫数：
临界压力比：
焦耳—汤姆逊效应：
二．习题
1．水流过缩放形管道，其渐放部分水速必然下降，为什么对气体却可增速为超音速气流？
2．什么是临界压力比？
它和什么因素有关？
有何用处？
渐缩喷管为何不能获得超音速气流？
3．压力为9.807105Pa，温度为30℃的空气，流经阀门时产生绝热节流作用，使压力降为6.865105Pa。
试求节流前后：
（1）比焓、温度、比热力学能的变化；
（2）比熵的变化；（3）比体积的变化。
4．压力为6.0MPa、温度为490C的蒸汽，经节流阀降为2.5MPa，然后定熵膨胀至0.04MPa，求绝热节流后蒸汽温度为多少度？
熵改变了多少？
由于节流，技术功又改变了多少?
5．1.5kg温度T1=330.15K、压力p1=7.1MPa的空气，经绝热节流压力降至0.1MPa。
（1）计算节流引起的熵增量；
（2）上述空气不经节流而是在气轮机内可逆绝热膨胀到0.1MPa，气轮机能输出多少功?
6．理想气体从初态1（p1，t1）进行不同过程至相同终压p2，一过程为经过喷管的不可逆绝热膨胀过程，另一过程为经过节流阀的绝热节流过程。
若p1p2p0，T1T0（p0,T0为环境压力和温度），试在T-s图上表示此两过程，并根据图比较两过程作功能力损失的大小。
7．空气进入拉伐尔喷管的压力为0.4MPa，温度为650K,入口流速可忽略不计，若出口压力为0.1MPa,喉部截面积为6cm2。
试求（１）喉部的状态及流速；（２）出口截面上的流速及流量；（３）出口截面积。
8．空气由输送管送来,管端接一出口面积f2=10cm2的渐缩喷管空气在喷管之前的压力p1=2.5MPa，温度t1=80℃，求空气经喷管后射出速度、流量以及出口截面处空气的v2、、t2。
喷管的背压力
=1MPa。
第九章压缩机的热力过程
一．基本概念
余隙容积：
有效吸气体积：
容积效率：
最佳增压比：
压气机的绝热效率：
二．习题
1．理想气体从同一初态出发，经可逆和不可逆绝热压缩过程，设耗功相同，试问它们的终态温度、压力和熵是否都不相同？
2．空气初态为p1=1105Pa、t=20C。
经过三级活塞式压气机后，压力提高到12.5MPa。
假定各级增压比相同，压缩过程的多变指数n=1.3。
试求生产1kg压缩空气理论上应消耗的功，并求（各级）气缸出口温度。
如果不用中间冷却器，那么压气机消耗的功和各级气缸出口温度又是多少（按定比热理想气体计算）?
3．轴流式压气机每分钟吸人p1=0.1MPa、t1=20℃的空气1200kg，经绝热压缩到p2=0.6MPa，该压气机的绝热效率为0.85。
求：
（1）出口处气体的温度及压气机所消耗的功率；
（2）过程的熵产。
4．某叶轮式压气机进口处空气压力p1=0.1MPa，温度T1=293K，出口处气体压力p2=0.4MPa．。
若压气机绝热效率c=0.78，试计算压气机实际出口温度以及压缩1kg空气实际所需的功。
5．1kmol理想气体，由初态为400K和105Pa被压缩到终态为400K和106Pa。
试分别就以下两种情况计算气体熵的变化，外界熵的变化和由气体与外界组成的孤立系统总熵的变化：
（1）气体被压缩的过程是一个可逆定温过程；
（2）气体被压缩的过程是一个不可逆过程，此过程中实际所消耗的功比上述可逆定温压缩过程消耗的功多2%，并且此时周围环境温度是300K。
6．1kg初态为p1=0.1MPa，t1=15C的某气体，经压缩后其状态为p2=0.5MPa，t2=100C。
若比热容cv=0.712kJ／（kgK），R=0.287kJ／（kgK），试求：
（1）此过程中，该气体熵的变化，并判断此过程是放热还是吸热?
（2）在p-v图与T-s图上画出过程曲线，并求出过程的多变指数n为多少?
7．一台二级活塞式压缩机的转速为300r/min，每小时吸入的空气为V1=800m3，压力p1=0.1MPa，温度t1=27℃，压缩后的压力p3=3MPa，压缩过程的多变指数n=1.3，两气缸的增压比相同，经第一级压缩后，空气经中间冷却器冷却到27℃后再进入第二级压缩机。
试求：
1）空气在低压缸中被压缩后的压力p2和终温t2；2）压缩机每小时所消耗的功和放出热量（包括在中间冷却器中所放出的热量）。
8．空气在某压缩机中被绝热压缩。
压缩前空气的参数为p1=0.098MPa，t1=25℃，压缩后空气的参数为p2=0.588MPa，t2=240℃，设比热为定值。
（1）求此压缩过程是否可逆？
为什么？
（2）压缩1kg空气所消耗的轴功；（3）如压缩为可逆等温的，求压缩1kg空气所消耗的轴功。
9．一台两级压缩中间冷却的往复式空气压缩机与一台中间冷却器组合成开口系统，此中间冷却器为水冷式，其冷却水也用于两压缩气缸的冷却，进水温度为294K，出水温度为311K，流量136.1kg/h，比热4.19kJ/（kg·K）；压缩机空气流量816.43kg/h，进气温度为944.25K，排气温度为1273K。
求压缩机所需的功率。
（比热容为定值）
第十章气体动力循环
一．基本概念
压缩比：
定容升压比：
定压预胀比：
平均压力：
二．习题
1.初态相同，当内燃机循环最高压力和最高温度为限定条件时,试用
图比较定容、定压和混合加热循环的压缩比,加热量以及热效率。
2．一活塞式内燃机用混合循环模型来分析。
内燃机入口空气温度20C，压缩至10MPa，燃烧升压至20MPa。
预胀比为2，计算循环的热效率及当空气流量为0.1kg/s时，内燃机的输出功。
3．如图9-1所示，为理想气体（k已知）的循环过程，其中C一A为绝热过程，A点的状态参量（T1，V1）和B点的状态参量（T2，V2）均为己知，求1）气体在A到B，B到C，两过程中是否和外界交换热量，若交换，热量各是多少？
2）求C点的状态参量？
3）这个循环是不是卡诺循环？
4）这个循环的效率为多少?
图9-1
4．如图9-2所示两内燃机理想循环A（12451）和B（123451）。
试将循环A和循环B表示在T-s图上，并比较A与B的大小。
图9-2
5．燃气轮机装置发展初期曾采用定容燃烧，这种燃烧室配置有进、排气阀门和燃油阀门，当压缩空气与燃料进入燃烧室混合后全部阀门都关闭，混合气体借电火花点火定容燃烧，燃气的压力、
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