習題

4-1 1kg空氣由初狀態的450K、0.1MPa，變為560K、0.05MPa。求：熱力學能、焓、熵的變化量。比熱容取定值比熱容。

4-2 m=2.26kg理想氣體的氣體常數R_g=430J/(kg·K)，比熱容比κ=1.35。初溫T₁=477K，經可逆定容過程后終溫T₂=591K。求Q、ΔU、W、ΔS。

4-3 質量為5kg的空氣，在可逆絕熱壓縮過程中壓力從0.1MPa升高至5MPa，初始溫度為300K。試求：

(1)經可逆絕熱壓縮后的終態溫度。

(2)空氣的定值比熱容c_p和c_V。

(3)該過程的體積變化功和技術功。

4-4 2kg空氣分別經過定溫膨脹和絕熱膨脹的可逆過程，從初態p₁=0.9807MPa，t₁=300℃膨脹到終態容積為初態容積的5倍，試計算不同過程中空氣的終態參數，對外所做的功和交換的熱量以及過程中內能、焓、熵的變化量。

4-5 質量為4kg的空氣由初狀態p₁=0.4MPa、t₁=25℃，經過下列不同過程膨脹到同一終壓p₂=0.1MPa：

（1）等溫過程。

（2）等熵過程。試計算這兩個過程中空氣對外做的膨脹功，與外界交換的熱量、終態參數和熵的變化。

4-6 1kg空氣由初狀態溫度450K，壓力0.1MPa，定壓加熱至560K。求：

（1）過程中熱力學能、焓、熵的變化量。

（2）若工質經另一過程，狀態變為T₂=560K，壓力0.05MPa，則熱力學能、焓、熵的變化量又為多少?

4-7 如圖4-5所示，0.23kg空氣，從初態p₁=1.4MPa，t₁=360℃可逆絕熱膨脹到p₂=0.1MPa，接著又可逆定容加熱到初溫，并在此溫度下可逆定溫壓縮回到初態。設氣體的c_p=1.005kJ/(kg·K)，等熵指數κ=1.4，求絕熱膨脹所做的功和定溫壓縮消耗的功。

4-8 如圖4-6所示，1kg氮氣從初狀態1定壓膨脹到狀態2，然后定熵膨脹到狀態3，設已知以下參數：t₁=500℃；v₂=0.25m³/kg；p₃=0.1MPa，v₃=1.73m³/kg，求1、2、3點的溫度、比體積和壓力；在定壓膨脹和定熵膨脹過程中熱力學能的變化和所做的功。