例1:如图，已知大气压p b=101325Pa ，U 型管内 汞柱高度差H =300mm ，气体表B 读数为0.2543MPa ，求：A 室压力p A 及气压表A 的读数p e,A 。 解： 强调： P b 是测压仪表所在环境压力
例2:有一橡皮气球，当其内部压力为0.1MPa （和大气压相同）时是自由状态，其容积为0.3m 3。当气球受太阳照射而气体受热时，其容积膨胀一倍而压力上升到0.15MPa 。设气球压力的增加和容积的增加成正比。试求：
（1）该膨胀过程的p~f （v ）关系； （2）该过程中气体作的功；
（3）用于克服橡皮球弹力所作的功。
解：气球受太阳照射而升温比较缓慢，可假定其 ，所以关键在于求出p~f （v ）
(2) （3） 例3：如图，气缸内充以空气，活塞及负载195kg ，缸壁充分导热，取走100kg 负载，待平
衡后，不计摩擦时，求：（1）活塞上升的高度 ;（2）气体在过程中作的功和换热量，已
知 解：取缸内气体为热力系—闭口系
分析：非准静态，过程不可逆，用第一定律解析式。 计算状态1及2的参数： 过程中质量m 不变
据 因m 2=m 1,且 T 2=T 1 体系对外力作功
注意：活塞及其上重物位能增加
例4：如图，已知活塞与气缸无摩擦，初始时p 1=p b ，t 1=27℃，缓缓加热，
使 p 2=0.15MPa ，t 2=207℃ ，若m =0.1kg ，缸径=0.4m ，空气 求：过程加热量Q 。
解： 据题意
()()121272.0T T m u u m U -=-=∆
例6
已知：0.1MPa 、20℃的空气在压气机中绝热压缩后，导入换热器排走部分热量，再进入喷管膨胀到0.1MPa 、20℃。喷管出口截面积A =0.0324m2，气体流速c f2=300m/s 。已知压气机耗功率710kW ，问换热器的换热量。
解： 稳定流动能量方程
——黑箱技术
例7:一台稳定工况运行的水冷式压缩机，运行参数如图。设空气比热
cp =1.003kJ/(kg·K)，水的比热c w=4.187kJ/(kg·K)。若不计压气机向环境的散热损失、动能差及位能差，试确定驱动该压气机所需功率。[已知空气的焓差h 2-h 1=cp (T 2-T 1)]
解：取控制体为压气机（不包括水冷部分
流入： 流出： 6101325Pa 0.254310Pa 355600Pa
B b eB p p p =+=+⨯=()()63
02160.110Pa 0.60.3m 0.0310J 30kJ
W p V V =-=⨯⨯-=⨯=斥L ∆{}{}kJ/kg
K
0.72u T =1
2T T =W U Q +∆=()()212211U U U m u m u ∆=-=-252
1.96010Pa (0.01m 0.05m)98J e W F L p A L
=⨯∆=⨯⨯∆=⨯⨯⨯={}{}kJ/kg
K
0.72u T =W
U Q +∆=g V m pq q R T =()f 22g
p c A R T
=620.110Pa 300m/s 0.0324m 11.56kg/s 287J/(kg K)293K ⨯⨯⨯==⋅⨯()111
11111m V m P e q p q P q u p v ++⇒++()
1
2
1
22222m V m e q p q q u p v ++Φ⇒Φ++水水
内增： 0 取整个压气机（包括水冷部分）为系统：
流入： 流出： 内增 ： 0 查水蒸气表得 本题说明：
1）同一问题，取不同热力系，能量方程形式不同。
2）热量是通过边界传递的能量，若发生传热两物体同在一体系内，则能量方程中不出现此项换热量。
3）黑箱技术不必考虑内部细节，只考虑边界上交换及状况。 4）不一定死记能量方程，可从第一定律的基本表达出发。
例9：若容器A 刚性绝热，初态为真空，打开阀门充气，使压力p 2=4MPa 时截止。若空气u =0.72T 求容器A 内达平衡后温度T 2及充入气体量m 。
解：取A 为CV .——非稳定开口系 容器刚性绝热
忽略动能差及位能差，则
由 或 流入：hin δmin 流出： 0
内增：u δm
例10：已知储气罐中原有的空气质量m 1，热力学能u 1，压力p 1，温度T 1。充气后，储气罐内气体质量为m 2，热力学能u 2，忽略动能差与位能差，且容器为刚性绝热。导出u 2与h 的关系式 。
解：方法一
取气罐为系统。考虑一股气体流入，无流出
方法二：取气罐内全部空气（m 2）为闭口系 Q =ΔU +W Q ：容器刚性绝热
充入气体与管内气体热力学状态相同
Q =0 第四章
例3：某理想气体经历4个过程，如T-s 图 1）将各过程画在p-v 图上；
2）指出过程吸热或放热，膨胀或压缩。 解：1-3 1-2 113113m V m P u q p q q h ++++Φ水1313m m P q h q h ⇒++1231322424m V m m m u q p q q h q h q h ++⇒+43125.66kJ/kg 62.94kJ/kg 200.2kW h h P ===5g 40101
32.87kg
287423.99
pV m R T ⨯⨯===⨯()δ0
in h u m -=u
h in =1313311s s T T n <><<-及且κ 边压缩，边放热∴121221s s T T n <<∞<<-及且κ 边膨胀，边放热
∴
