建环期末考试工程热力学答案(2)

式中：和分别为热源及冷源的熵变；为循环的熵变，即工质的熵变。因为工质经循环恢复到原来状态，所以

?SE?0 （b）

而热源放热，所以 ?SH??冷源吸热，则 ?SL?|Q1|2000kJ????2.055kJ/K （c） T1973K|Q2|800kJ??2.640kJ/K （d） T2303K将式（b）、（c）、（d）代入式（a），得

?Ssio?(?2.055?2.640?0)kJ/K?0

所以此循环能实现。

若将此热机当制冷机用，使其逆行，显然不可能进行，因为根据上面的分析，此热机循环是不可逆循环。（2分）

6、有一刚性绝热容器，用隔板分隔成两部分，两部分的体积相等。设容器一边盛有1kg的空气，另一边为真空。当隔板抽出去以后，空气会充满整个容器达到平衡，求此过程中1kg空气热力学能的变化、焓的变化和熵的变化。

解：取整个刚性绝热容器为研究对象，根据热力学第一定律，可得Q??U?W。根据已知条件，可知Q?0,W?0，因此?U?0。空气是理想气体，热力学能是温度的单值函数，过程中热力学能不变，因此初终状态温度不变，既T2?T1。

根据已知条件，空气自由膨胀后体积V2是初始体积V1的2倍，既：

v2

?2 v1

带入理想气体熵的计算式，可得1kg空气经历自由膨胀过程后的熵变： ?S?m??cvln??T2v?Rln2T1v1????1?287ln2?198.9J/K ?

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