5．某蒸汽锅炉给水的焓为62kJ/kg，产生的蒸汽焓为2721kJ/kg。已知锅炉蒸汽产量为4000kg/h，锅炉每小时耗煤600kg，煤的发热量为25000kJ/kg。求锅炉的热效率（锅炉热效率是指锅炉每小时由水变为蒸汽所吸收的热量与同时间内锅炉所耗燃料的发热量之比）？
6．对定量的某种气体加热100kJ，使之由状态1沿途径a变至状态2，同时对外作功60kJ。若外界对该气体作功40kJ，迫使它从状态2沿途径b返回至状态1。问返回过程中工质需吸热还是向外放热？其量是多少？ 7．某台锅炉每小时生产水蒸气30t，已知供给锅炉的水的焓值为417kJ/kg，而锅炉产生的水蒸气的焓为2874kJ/kg。煤的发热量为30000kJ/kg，当锅炉效率为0.85时，求锅炉每小时的耗煤量。 8．某蒸汽动力厂中，锅炉以流量40t/h向汽轮机供汽；汽轮机进口处压力表的读数是9.0MPa，蒸汽的焓是3441kJ/kg。汽轮机出口处真空表的读数是730.6mmHg，出口蒸汽的焓是2248kJ/kg，汽轮机向环境散热为6.81×105kJ/h。若当地大气压是760mmHg，求:（1）进、出口处蒸汽的绝对压力；（2）不计进、出口动能差和位能差时汽轮机的功率。
第三章 理想气体的热力性质及基本热力过程 一、填空题
1．对于1kg理想气体其状态方程式为： ，对于mkg理想气体其状态方程式为： 。
2．空气的通用气体常数R= J/(kmol·K),气体常数Rg= J/（kg·K），标态下的
3
千摩尔体积Vm0= m/Kmol。
3
3．容积为0.8m的气罐内盛有氧气，其压力为5×105Pa，温度为25℃，则罐内氧气的质量为 kg。 4．比热容的值随 、 、 和 的不同而不同。 5．在定压下加热30kg的二氧化碳气体由t1=400℃到t2=1000℃所需要的热量是 kJ。已知
cp4000?0.983kJ/(kgK) ，cp10000?1.122kJ/(kgK)
6．按物量单位的不同，气体的比热容分为三种，即 、 和 。 7．理想气体的热力学能和焓都只是 的函数，所以理想气体无论经历什么过程，其热力学能的变化量在数值上总等于 ，其焓的变化量在数值上总等于 。 8．迈耶方程是指 ，它适用于 气体。 9．理想混合气体的总容积等于 之和。
10．混合气体的成分表示法有三种，即 、 和 ，其中 和 在数值上是相等的。
11．理想混合气体中某一种组成气体的分压力等于混合气体的 与该组成气体的 之乘积。 12．一定数量的理想气体在-20℃时的体积是+20℃时体积的 倍。（设两种情况下的压力是相同的） 13．理想气体的基本热力过程有 、 、 、 等热力过程。
14．定容过程中，V= ,其压力和热力学温度成 比。
15．对理想气体定容加热时，其热力学能将 ，温度会 。 16．定压过程中，p= ，其比体积和热力学温度成 比。
17．定压加热过程中的加热量等于工质 的增量，它适用于任何 。 18．定温过程中，T= ，其压力和比体积成 比。
19．理想气体在定温过程中，因温度不变，其 和 均不变。 20．理想气体定温膨胀时，应加入 ；定温压缩时，要放出 。
21．绝热过程的过程方程式为 。
22．理想气体绝热膨胀时，压力会 ，温度也会 。
23．理想气体被绝热压缩时，热力学能会 ，温度也会 。
24．绝热膨胀过程中工质所作的技术功，等于工质 的减少，它适用于任何 。 25．理想气体在定压过程中，其比体积与 成正比；在定温过程中，其比体积与 成反比。
26．理想气体闭口系经历一定温过程，吸收热量100J，则它的热力学能变化量为 J。 二、名词解释 1．理想气体——
2．定压质量比热容—— 3．平均比热容——
4．理想混合气体的分容积—— 5．混合气体的质量分数—— 三、判断题
1．气体常数Rg不仅与气体种类有关，还与气体所处的状态有关。 2．通用气体常数R与气体种类及气体所处状态均无关。 3．理想气体的cp与cv的差值与状态无关。
4．热力学第一定律既可写成δq=du+δw，也可写成δq=cvdT+pdv，两者适用条件相同。 5. 理想气体的定温过程也即是定热力学能和定焓的过程。
6．因为水蒸气是实际气体，所以烟气中的水蒸气不能作为理想气体处理。 7．理想混合气体的容积分数和摩尔分数在数值上是相等的。
8．对于理想气体取定值比热容时，若压力降低的定温过程一定是放热过程。 9．在p-v图上，通过同一状态点的绝热过程线的斜率比定温过程线的斜率大。 10．在T-s图上，通过同一状态点的定容过程线较定压过程线平坦。
11．我们通常说空气的组成中有21%的氧气和78%的氮气，这里氧气和氮气的成分指的是质量成分。 12．理想气体的定温过程中，加热量与膨胀功和技术功三者在数值上是相等的。 13．定压过程的加热量等于工质的焓增，这一结论对于任何工质都是成立的。
14．从同一状态点出发，对同量的空气进行可逆定温压缩与可逆绝热压缩达到相同的终压，则定温压缩过程中所消耗的技术功较多。
15．可逆绝热过程一定是定熵过程。
16．理想气体的定熵膨胀过程中，技术功是膨胀功的κ倍。 四、选择题
1．在p-v图上有一理想气体进行的两个任意热力过程a-b和a-c，已知b点和c点位于同一条定温线上，但pb>pc，试比较两个过程的热力学能变化量大小：
（1）△uab>△uac； （2）△uab=△uac； （3）△uab<△uac。 2．在T-s图上，通过同一状态点的定压过程线比定容过程线： （1）平坦； （2）陡峭； （3）斜率一样。 3．工程中，下列工质不能视为理想气体的是： （1）空气； （2）水蒸气； （3）燃气。
4．我们通常说空气的组成中有21%的氧气和78%的氮气，这里氧气和氮气的成分指的是： （1）质量成分； （2）摩尔成分； （3）容积成分。
5．热力学第一定律的表达式可写为：δq=cvdT+pdv，其适用条件是： （1）理想气体的可逆过程； （2）任何工质的任何过程； （3）理想气体的任何过程； （4）任何工质的可逆过程。
6．对于闭口系统功的计算式W=U1－U2，下列适用条件正确的是： （1）适用于可逆与不可逆的绝热过程； （2）只适用于绝热自由膨胀过程；
（3）只适用于理想气体的绝热过程； （4）只适用于可逆绝热过程。 7．气体的容积比热容是指： （1）容积保持不变时的比热容；
（2）物量单位为一立方米时气体的比热容； （3）物量单位为一千摩尔容积时气体的比热容； （4）物量单位为一标准立方米时气体的比热容。 8．气体常数Rg的大小取决于：
（1）气体的分子量； （2）气体的质量；
（3）气体所处的状态； （4）组成气体分子的原子数。 9．理想气体的定容比热容与定压比热容的大小关系为：
（1）定容比热容大于定压比热容； （2）定容比热容等于定压比热容； （3）定容比热容小于定压比热容； （4）以上三种情况都有可能。 10．已知CO2和N2的压力及温度均相同，则它们的比体积：
11．理想气体可逆绝热过程中的技术功(wt)等于：
（1）h2-h1； （2）u2-u1； （3）h1-h2； （4）u1-u2。 五、问答题
1．何为理想气体？在实际计算中如何决定可否使用理想气体的一些公式？
2．理想气体的热力学能和焓有什么特点？du=cvdT，dh=cpdT是否对任何工质任何过程都正确？ 3．为什么定压比热容大于定容比热容？二者关系是怎样的？
4．如果千摩尔比热容为定值，对相同原子数的两种气体，其容积比热容是否相同？其质量比热容又是否相同？为什么？
5．气体在定容过程和定压过程中，热量都可根据过程中气体的比热容乘以温差来计算，那么定温过程中气体的温度不变，还可根据比热容来计算热量吗？
6．如图3-1所示，同一理想气体经历两任意过程a-b和a-c，b 点及c点位于同一条绝热线上， 试问ΔUab与ΔUac哪个大？若设b 点及c点位于同一条定温线上，结果又如何？
7．如图3-2所示，1-2、4-3各为定容过程，1-4、2-3各为定压过程，试比较q123与q143的大小。
8．夏天，自行车在被太阳晒得很热的公路上行驶时，为什么容易引起轮胎爆破？
9．如图3-3所示，某理想气体在p-v图上经历两个任意热力过程a-b和a-c，假设b点与c点在同一条定容线上，但b点的压力高于c点的压力。问两个过程的功量哪个大？热量谁大谁小？
10．1kg理想气体，先进行绝热膨胀1-2，再进行定容加热2-3，如利用与绝热过程中所作功相当的热量，用来在定容过程中加热气体时，试证明T3=T1。（设比热容为定值） 11．气体常数与通用气体常数有什么联系和区别？
12．热力学第一定律的数学表达式可写成，三者有何不
同？
13．对空气边压缩边进行冷却，如空气的放热量为1kJ，对空气的压缩功为6kJ，则此过程中空气的温度是升高，还是降低?
14．能否以气体温度的变化量来判断过程中气体是吸热还是放热？ 六、计算题
53
1．吸风机入口处每小时流过的烟气量为4×10m，此处真空为300mmH2O，烟温为130℃。求此烟气在标准状态下的体积（当地的大气压力为755mmHg）?
3
2．空氧气瓶净重50kg，内部容积为0.048m，充满氧气后，瓶上压力计读数为15MPa，如气压计读数为745mmHg，室温为20℃，求氧气瓶总重量。当氧气瓶内的氧气用去一部分而使压力表的读数降至0.5MPa时，问氧气被用掉多少kg？
3．已知空气的分子量为28.96，空气可视为理想气体。求： （1）空气的气体常数；
（2）在标准状态下空气的比体积和密度。
55
4．1kg某理想气体由t1=20℃，p1=1.04×10Pa压缩到p2=4×10Pa，t2=200℃，已知比热比k=1.3，Rg=0.2986kJ/（kg·K）。试计算其热力学能和焓的变化量。（设比热容为定值）
35
5．5m氧气，在p1=3×10Pa压力下从20℃定容加热到120℃，求加入的热量。（设比热容为定值）