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2kg空气在p=202.65kPa下定压加热 温度从450℃升高到600℃。若周围环境温度为
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2kg空气在p=202.65kPa下定压加热,温度从450℃升高到600℃。若周围环境温度为35℃,压力为101.325kPa,系统与周围环境无直接的热接触。试计算:
(1)加入的热量及对外所做的功量;
(2)空气的ΔU、ΔH、ΔS及ΔA;
(3)热量的熵流(ΔS)Q、流(ΔA)Q及值AQ;
(4)功量的熵流(ΔS)W、流(ΔA )W及值Aw。
如果采取不同的加热方式(如图4-11所示)①利用TR=600℃的废气余热;②输入电功We;③采用可逆热泵供热,试分别计算它们的不可逆性损失,并在T-S图上分析其能耗情况。
参考答案
(1)利用TR=600℃的废气余热来供热:
空气的ΔU、ΔH、ΔS及ΔA
ΔU=mcv(T2-T1)=2×0.716×(873-723)=215kJ
ΔH=mcp(T2-T1)=2×1.004×(873-723)=301.13kJ
ΔS=mcpln(T2/T1)=2×1.004ln(873/723)=0.378kJ/K
ΔA=ΔU+p0ΔV-T0ΔS=ΔU+0.5pΔV-T0ΔS
=ΔU+0.5mRΔT-T0ΔS
=215+0.2871×(873-723)-308×0.378
=141.6kJ
加入的热量及对外所做的功量
W=pΔV=mRΔT=2×0.2871×(873-723)=86.13kJ
Q=ΔU+W=215+86.13=301.13kJ=ΔH
热量的熵流(ΔS)Q、