文档介绍：1、1kg氧气置于图所示的气缸内，缸壁能充分导热，且活塞与缸壁无摩擦。、温度为27C。如果气缸长度为2L,活塞质量为10kg，试计算拔除销钉后，活塞可能达到的最大速度。氧气的比热容cp=/(kg-K于同一温度T,将两物体作为制冷机的冷、热源，使热从一物体传出并交给另一物体，其结果是一个物体温度升高，一个物体温度降低。
证明当被冷却物体温度降到T0(T0<T)时所需最小功T2
Wmin=mc(：T0-2T)
T0
证明：要使得整个系统完成这一过程所需功量最小，则必须有一可逆制冷机在此工作，保证所构成的孤立系统有§s=0TT,…T2
△Sis=mcln—+mcln」=0侍到Tt=——式中Tt为另一物体在过程TTtT0
终了所具有的温度。
由于过程中冷源传出热量Q2=mc(T-T0)热源吸收热量Q〔=mc(Tt—T)所以有Wmin=Q1-Q2=mc(Tt-T)-mc(T-T°)T2
=mc(TtT°-2T)=mc(T°-2T)T0
5、如图所示，已知气缸内空气p1=2X105Pa,弹簧刚度k=40kN/m，活塞直径D=,活塞重可忽略不计，而且活塞与缸壁间无摩擦。大气压力p2=5刈05Pa。求该过程弹簧的位移及气
体作的膨胀功。
Q
|||I■I||||UI||II|^III|IIII|||IIHI|IIIII
：以弹簧为系统，其受力
=kL,弹簧的初始长度为
:%(P1—p。)A(2-1)105

40103
=
弹簧位移
L=(i-2)/k-(Pi-P0)
A/k
5■:
(5-2)105—
4
40103
=
气体作的膨胀功原则上可利用可用功计算，但此时p与V的函数关系不便确定，显然，气体所作的膨胀功W应该等于压缩弹簧作的功W加克服大气阻力作的功W,因此若能求出W与W,则W也就可以确定。
W1
2L2
="dL=L1kLdL
122
寸…)
12240[()-]2
==p0AL=1105—=118401==W+W=+=、压气机空气由P=100kPa,T1=400K定温压缩到终态F2=1000kPa,过程中实际消耗功比可逆定温压缩消耗轴功多25%求：压缩每kg气体的总痼变。
解：取压气机为控制体。按可逆定温压缩消耗轴功：
WSo=RTln业=RTlnV1
旦=^00=-:
由开口系统能量方程，忽略动能、位能变化:
WShqh2
因为理想气体定温过程：hi=h2故：q=WS-［增：.LSiso=.'iSsys。^Ssur稳态稳流：.'£泌=0sysqPiq
i-Ssur=S2-=——=、由不变气体源来的压力p〔=,温度T〔=27°C的空气，流经一喷管进入压力保持在Pb=，若流过喷管的流量为3kg/s,来流速度可忽略不计，试设计该喷管？
解；求滞止参数因Cfi=0,所以初始状态即可认为是滞止状态，则P。=P〔，T0=T〔=27273=300K
选型也=0^MPa=
=
所以，为了使气体在喷管内实现完全膨胀，需选宿放喷管，贝Up2=pb=。
求临界截面及出口截面参数（状态参数及流速）Pcr=rcrp0==,cr=：；kRgTc「=../(kgK)-,crTcr=T°
(、.(kd)/k
提0J
=300K

'
i
<)
=
RT
gcr
pcr
287J/(kgK)

=
P2=pb=(k_1)/k=.6MPa)=)RgT2287J/(kgK),：
=.；J2cP(T^T2)=■■■■21004J/(kgK)(300-)K④求临界截面和出口截面面积及渐扩段长度3…-qmVcr3kg/==———~~:
cf,='m2=