参考答案

先进行参数分析来确定初终两态的状态参数。
由附表12可查出状态为p₁=1MPa，t₁=200℃的过热蒸汽的下列参数
v₁=0.2059m³/kg，h₁=2827.3kJ/kg
u₁=h₁-pv₁=2827.3-1000×0.2059=2621.4kJ/kg
对于状态为p₂=1MPa，t₂=300℃的过热蒸汽，有
v₂=0.25793m³/kg，h₂=3050.4kJ/kg
u₂=h₂-pv₂=3050.4-1000×0.25793=2792.5kJ/kg
再进行能量分析来确定q、w及△u。根据能量方程不难得出
q=Δu+w=△u+pΔv=Δh=3050.4-2827.3=233.1kJ/kg
w=pΔv=1000×(0.25793-0.2059)=52.03kJ/kg
Δu=2792.5-2621.4=171.1kJ/kg
如果工质为1kg空气，则有
Δu=c_v△T=0.716×100=71.6kJ/kg
q=c_p△T=1.004×100=100.4kJ/kg
w=q-Δu=100.4-71.6=28.8kJ/kg
不难发现，能量方程与工质的性质无关，不论是理想气体或水蒸气，能量之间的关系是相同的。但由于工质性质的不同，在计算方法上是有区别的。水蒸气的状态方程比较复杂，不能采用理想气体的计算公式，必须采用查图或查表的方法来求解。如果本题采用理想气体的公式来计算，则误差将很大。如
q=△h=c_pΔT=1.863×100=186.3kJ/kg