2．设一可逆卡诺热机中工作于1600℃和300℃的两个热源之间，工质从高温热源吸热400KJ，试求：（1）循环热效率；（2）工质对外作的净功；（3）工质向低温热源放出的热量。
3．一蒸汽管道，内外直径分别为90㎜、100㎜，管壁导热系数?1?58W/(m?K)。在管道外壁面上覆盖两层隔热保温材料，内层厚度?2?30mm，导热系数?2?0.058W/(m?K)；外层厚度?3?50mm，
?3?0.17W/(m?K)。蒸汽管道的内侧表面温度tw1?300℃，保温材料外表面温度为50℃。试求：
（1）各层单位管长热阻；（2）每米蒸汽管道的热损失；（3）各层接触面上的温度tw2、tw3。 4．内燃机的气缸中有0.5kg空气，燃油由喷油嘴喷入，燃烧后产生的热量有84kJ为燃气所吸收，同时空气对外界做功为78kJ，试求空气（燃气）比热力学能的变化量。
5．有一锅炉炉墙由三层组成，内层是厚?1?230mm的耐火砖层，导热系数?1=1.10W/m·℃；，外层是厚
?3?240mm的红砖层，?3?0.58W/m·℃；两层中间填以?2?50mm，?2?0.10W/m·℃的石棉隔
热层。已知炉墙内、外两表面温度tw1?500℃和tw4?50℃，试求通过炉墙的导热热流密度及红砖层的最高温度。
6、如下图所示，一个电熨斗，电功率为1200W，底面竖直于环境温度为25℃的房间中，金属底板厚5mm，导热系数??15W/?m?k?，面积A=300cm。考虑辐射作用在内的表面传热系数h=80W/(㎡.K),确定稳态条
2
件下底板两表面的温度。
7、如果有一台热效率为30%的热机，用来带动制冷系数为2.5的制冷机，求制冷机每从冷物体带走1kJ的热量，热机需要输入多少热量？
8、可逆卡诺循环1-2-3-4-1 如图所示。已知T1=600℃，T2=300℃，Q=3000kJ，试求：
TT1T2O4132S
（1）循环做功量；（2）冷源吸热量及冷源熵增量；
（3）如果由于不可逆使系统的熵增0.2kJ/K，求冷源多吸收多少热？循环少做多少功？ 9、将一个黑体表面的温度由27℃增加到810℃，求该表面的辐射力增加了多少倍？
? 010、一块混凝土空心砖，结构尺寸如图所示，单位为mm。炉渣混凝土的热导率 ? 渣 . 79 W /( m ? k )， 空
心部分的表观热导率 ? 空 ? 0 .29 W /( m ? k ) 。若左、右两侧温度差为30℃，分析该过程的热路形式，并求一块砖的导热量。
11 燃气以质量流量qm?1㎏/s流经一喷管。在喷管入口截面处的压力、温度和流速分别为
p1?0.392MPa，t1?200℃，wg1?20m/s，在喷管出口处压力为p2?0.196MPa。设流动工质
为理想气体，且cp?1kJ/（㎏·K），cv?0.71kJ/（㎏·K），流动过程为可逆绝热过程。试求喷管出口处的温度T2、流速wg2、比体积v2和截面面积A2。[理想气体可逆绝热过程的参数间关系为
T2?P2?????T1?P1?? 1．解：
k?1k，k?cpcv，R?cp?cv，h1?h2?cp(T1?T2)]（12分）
?Uab?Ub?Ua?80?30?50kJ/kg
(1)对过程adb，由封闭系统热力学第一定律得：
Qadb??Uab?Wadb?50?10?60kJ/kg
（2）对b-a过程，同样由封闭系统热力学第一定律得：
Qba???Uab?Wba??50?20??70kJ/kg
即系统从b到a时，系统向外界放热70 kJ/kg。
Ua?0,Ud?40kJ/kg,?Uba?Ub?Ua?50kJ/kg,Ub?50kJ/kg
Wadb?Wad?Wdb?Wad?0?10kJ/kg(定容过程膨胀功为0)
对ad过程由封闭系统热力学第一定律得：
Qad??Uad?Wad?40?10?50kJ/kg
对db过程由封闭系统热力学第一定律得：
Qdb??Udb?Wdb?Ub?Ud?50?40?10kJ/kg
2．解：
卡诺循环的热效率可表示为：??1?所以??1?Q2TQ?Q2W?1?2?1? Q1T1Q1Q1T2300?273?1??1?0.31?0.69?69% T11600?273W???Q1?0.69?400?276KJ Q2?Q1?W?400?276?124KJ
3．解：
（1）各层单位管长热阻： 管壁
R?1?12??1lnd21100?ln?2.891?10?4(m?K)/W d12??5890内保温层
R?2?12??2lnd31160?ln?1.2897(m?K)/W d22??0.05810012??3lnd41260?ln?0.4545(m?K)/W d32??0.17160外保温层 R?3?（2）单位管长热损失
q1?tw1?tw4300?50??143.3W/m
R?1?R?2?R?32.891?10?4?1.2897?0.4545（3）tw2、tw3
q1?tw1?tw2t?t?w1w3R?1R?1?R?2
tw2?tw1?q1R?1?300?143.3?2.891?10?4?299.6OCtw3?tw1?q1(R?1?R?2)?300?143.3(2.891?10?4?1.2897)?115OC4．解：
已知Q=84KJ，W=78KJ，所以由热力学第一定律可知： Q=△U+W
所以△U=Q-W=84-78=6KJ。
所以燃气比热力学能的变化量为6/0.5=12KJ。 5．解：
（1）求热流密度，先计算各层单位面积的导热热阻
R?,1??10.23??0.21㎡·℃/W ?11.10R?,2??20.05??0.50㎡·℃/W ?20.10R?,3??30.24??0.41㎡·℃/W ?30.58?t?,q?R?????13500?50?401.78W/㎡
0.21?0.50?0.41（2）求红砖层的最高温度 红砖层的最高温度是红砖层与石棉之间的接触面积温度tw3，所以
tw3?tw1?q(R?,1?R?,2)?500?401.78(0.21?0.5)?214.7℃
6、
解：
q0?1200?40000W/m2 0.03d2t?02dxdt?q0 dxdtx??,???h?t?t??dxx?0,??上述方程的通解为
t?c1x?c2
由左侧条件得： ??c1?q0,c1??
q0?
??c1?h??c1??c2??t??由右侧条件得：
q0q0 c1?c2?t???c1??t????hh????x1??? ?h??代入通解得：t?t??q0?代入给定的数值后可得：
??1?tx?0?t??q0???
??h? =25+40000×? =538℃
?0.0051??? 80??15