第四章 习题答案

第四章的习题及答案

4-1 设有一台锅炉，水流入锅炉是之焓为62.7kJ ·kg -1，蒸汽流出时的焓为2717 kJ ·kg -1，锅炉的效率为70％，每千克煤可发生29260kJ 的热量，锅炉蒸发量为4.5t ·h -1，试计算每小时的煤消耗量。

解：锅炉中的水处于稳态流动过程，可由稳态流动体系能量衡算方程：

Q W Z g u H s +=?+?+?22

1

体系与环境间没有功的交换：0=s W ，并忽 动能和位能的变化， 所以： Q H =?

设需要煤mkg ，则有：%7029260)7.622717(105.43

?=-?m

解得：kg m 2.583=

4-2 一发明者称他设计了一台热机，热机消耗热值为42000kJ ·kg -1的油料0.5kg ·min -1,其产生的输出功率为170kW ，规定这热机的高温与低温分别为670K 与330K ，试判断此设计是否合理？

解：可逆热机效率最大，可逆热机效率：507.0670

3301112max =-=-

=T T η 热机吸收的热量：1

m in

210005.042000-?=?=kJ Q

热机所做功为：1

m in 102000m in)/(60)/(170-?-=?-=kJ s s kJ W

该热机效率为：486.021000

10200

==-=

Q W η 该热机效率小于可逆热机效率，所以有一定合理性。

4-3 1 kg 的水在1×105 Pa 的恒压下可逆加热到沸点，并在沸点下完全蒸发。试问加给水的热量有多少可能转变为功？环境温度为293 K 。

解：查水蒸气表可得始态1对应的焓和熵为：H 1＝83.93kJ/kg, S 1=0.2962kJ/kg.K 末态2对应的焓和熵为：H 2＝2675.9kJ/kg, S 2=7.3609kJ/kg.K

)/(0.259293.839.267512kg kJ H H Q =-=-=

)/(0.522)2962.03609.7(15.2930.25920kg kJ S T H W sys id =-?-=?-?=

4-4如果上题中所需热量来自温度为533 K 的炉子，此加热过程的总熵变为多少？由于过程的不可逆性损失了多少功？ 解：此时系统的熵变不变

)./(0647.7K kg kJ S sys =?

炉子的熵变为

)./(86.4533

0.2592K kg kJ T H T Q S sur -=-=?-==

? )./(205.286.40647.7K kg kJ S t =-=? )/(0.646205.215.2930kg kJ S T W t l =?=?=

4-5 1mol 理想气体，400K 下在气缸内进行恒温不可逆压缩，由0.1013MPa 压缩到1.013MPa 。压缩过程中，由气体移出的热量，流到一个300K 的蓄热器中，实际需要的功较同样情况下的可逆功大20％。试计算气体的熵变，蓄热器的熵变以及g S ?。 解：稳态流动过程能量衡算方程Q W H s +=? 理想气体：dp p

R

dT T Cp dS -=

11013

.11013

.01437.191013

.0013.1ln 314.8--??-=-=-

=

??

K mol J dp p R S 理想气体的焓只是温度的函数，所以：0=?H

对于可逆过程：1

765640014.19-?-=?-=?=mol J S T Q R

理想气体恒温压缩下：R s Q W H +=?

17656-?=-=mol J Q W R s

对于不可逆过程：1

2.918776562.1%)201(-?=?=+=mol J W W R s

12.9187-?-=-=mol J W Q s

对于蓄热器可视为环境，对于环境交换的热量可视为可逆热，所以对蓄热器：

1162.30300

2

.9187--??==

=

?K mol J T Q S 环

环蓄

总焓变：1148.1162.3014.19--??=+-=?+?=?K mol J S S S s g

4-6 试求在恒压下将2kg 90℃的液态水和3kg 10℃的液态水绝热混合过程所引起的总熵变。(为简化起见，将水的热容取作常数，114184--?=K kg J C p )。 解：90℃的液态水的放热量等于10℃的液态水的吸热量

对于等压过程：?

=?=2

1

T T CpdT H Q

设混合后水的温度为T 3，所以：)()(122321T T C m T T C m p p -=- 代入已知得：)283(3)363(233-=-?T T 解得：K T 5.3153=

90℃的液态水的熵变：?==?3

1

1

31

1ln 2T T p T T C dT T Cp

m S 186.1186363

315

ln

41842-?-=?=K J 10℃的液态水的熵变：同理可得12

3

264.1344ln

3-?==?K J T T C S p 总熵变：1

218.157-?=?+?=?K J S S S t

4-7 一换热器用冷水冷却油，水的流量为1000kg ·h -1，进口温度为21℃，水的热容取作常数4184J ·kg -1·K -1；油的流量为5000㎏·h -1，进口温度为150℃，出口温度66℃，油的平均比热取0.6kJ ·kg -1·K -1，假设无热损失。试计算：（1）油的熵变；（2）整个热交换过程总熵变化，此过程是否可逆？

解：该过程压力变化很小，忽略压力的影响。油的熵变：

?--??-=??===?2

1

11129.66315

.42315

.339ln 6.05000ln

T T p p oil h K kJ T T mC dT C m S 因为无热损失，则油放出的热量等于水吸收的热量，设水进出口温度分别为t 2和t 1

oil oil O H O H H Q H Q ?==?=22

?=?dT C m H O pH O H O H 222 ?=?dT C m H poil oil oil

所以：)15.33915.423(10006.05000)15.294(418410002-???=-??t 解得：K t 15.3002=

?--??=??===?2

1

111264.84715

.29417.300ln 41841000ln

22t t p p O H O H h K kJ t t mC dT C m S

117.1839.66364.8472--??=-=?+?=?h K kJ S S S oil O H t

4-8 试求1.013×105Pa 下，298K 的水变为273K 的冰时的理想功。设环境温度（1）248K ；（2）298K 。已知水和冰的焓熵值如下表：

解：（1）T 0＝298K 时：

1004.35)3666.02265.1(298)8.1049.334(-?=-----=?-?=kg kJ S T H W id

（2）T 0＝298K 时：

1061.44)3666.02265.1(248)8.1049.334(-?-=-----=?-?=kg kJ S T H W id

4-9 用一冷冻系统冷却海水，以20kg ·s -1的速率把海水从298K 冷却到258K ；并将热排至温度为303K 的大气中，求所需功率。已知系统热力效率为0.2，海水的比热为3.5kJ · kg -1·K -1。

解：因为是等压过程，所以：?

=?=dT C H Q p

单位海水的放热量：?

-?-=-==

?=258

298

1

140)298258(5.3kg kJ dT C H Q p 总放热量：1

2800)140(20-?-=-?==s kJ mQ Q t

海水总熵变：?-?-=??==?258

298

1

09.10298258ln 5.320s kJ dT T Cp m

S 理想功：1

008.257)09.10(3032800-?-=---=?-?=s kJ S T H W id

热力学效率：ac

id

W W =

η 所以实际功率为：14.12852

.008

.257-?-=-=

=s kJ W P ac T

4-10 有一锅炉，燃烧气的压力为1.013×105Pa ，传热前后温度分别为1127℃和537℃，水在 6.890×105Pa 149℃下进入，以 6.890×105Pa 260℃的过热蒸汽送出。设燃烧气的

1156.4--??=K kg kJ C p ，试求该传热过程的损失功。

解：损失功)(200gas O H t L S S T S T W ?+?=?=，需要分别计算水和燃烧气的熵变。 水的熵变计算，需要查得水的各个状态下的焓熵值，每个状态下需要内插求值 149℃ 5.0MPa 液态水的焓熵值计算

10868.63109.5072940

09

.50712.678-?=+?-=

kg kJ H

118236.15233.129405233.19375.1--??=+?-=K kg kJ S

149℃ 7.5MPa 水的焓熵值

16533.63278.593940

78

.59355.266-?=+?-=

kg kJ H

118215.17317.19407317.11308.2--??=+?-=K kg kJ S

比较不同压力下的焓熵值可见，压力对液态水的焓熵值影响不大，也可忽略不计。 149℃ 6.890×105Pa 液态水的焓熵值计算，可利用表中与6.890×105Pa 这一压力最接近的压力25×105Pa 代替，不会产生太大误差。 149℃ 5.0MPa 液态水的焓熵值

15370.62933.5052940

33

.50565.676-?=+?-=

kg kJ H

118263.15255.129405255.19404.1--??=+?-=K kg kJ S

260℃ 6.890×105Pa 过热蒸汽的焓熵值计算： 260℃ 5×105Pa 过热蒸汽的焓熵值

14.29819.29392040

9

.29399.3022-?=+?-=

kg kJ H

113086.72307.720402307.73865.7--??=+?-=K kg kJ S

260℃ 7×105Pa 过热蒸汽的焓熵值

165.29742

2

.29321.3017-?=+=

kg kJ H

111437.72233.70641.7--??=+=K kg kJ S

260℃ 6.890×105Pa 过热蒸汽的焓熵值

102.297565.297411.02

65

.29644.2981-?=+?-=

kg kJ H

111528.71437.711.021437.73086.7--??=+?-=K kg kJ S

燃烧气的熵变：

114952.21400

810

ln

56.42

1

--??-===

??

K kg kJ dT T

C S T T p gas 以1kg 燃烧气为计算标准，忽略热损失，燃烧气放热量等于水的吸热量，并设加热水的质量为m kg

对于等压过程有：?

=?=dT C H Q p 燃烧气放热量：?

=?=dT C H Q p 水的吸热量： )(12H H m H Q -=?=

所以：

?--=537

1127

12)(H H m dT C

p

代入已知参数，得到：)5370.62902.2975()1127537(56.4--=-?m 解得：kg m 1470.1=

总熵变：1

1094.64952.22-?+-=?+?=?K kJ S S S O H gas t 损失功：kJ S T W t L 10776143.32980=?=?=

4-11 某工厂有一在1大气压下输送90℃热水的管道，由于保温不良，到使用单位，水温降至70℃，试计算热水由于散热而引起的有效能损失。已知环境温度为298K ，水的热容4.184kJ ·kg ·K -1。

解：由于t L S T W ?=0，所以该题计算的重点为系统和环境的熵变的计算。 （1） 利用水的热容计算

体系熵变（水的熵变）：1115

.34315

.3632370.015

.36315

.343ln

184.4--??-===??K kg kJ dT C S p sys

环境熵变的计算：

等压过程：1

68.8320184.4-?=?==?=?

kg kJ dT C H Q p

对于环境与体系交换的热量，对环境来说为可逆热，所以环境熵变为：

2807.015

.29868.83===

?T Q S sur 总熵变：1

0437.02370.02807.0-??=-=?+?=?K kg kJ S S S sur sys t

损失功为：1

00184.130437.015.298-?=?=?=kg kJ S T W t L

（2） 利用水蒸汽表计算

查水蒸汽表得：70℃ 1

98.292-?=kg kJ H 1

1

9549.0--?=K kg kJ S

90℃ 1

92.376-?=kg kJ H 1

1

1925.1--?=K kg kJ S

体系有效能变化：

1

014.13)1925.19549.0(298)92.37698.292(-?-=-?--=?-?==?kg kJ S T H W E id x 该体系不对外做功，有效能的变化就是损失的有效能，故有效能损失为114.13-?kg kJ 4-12 某换热器完全保温，热流体的流量为0.042kg ·s -1，进、出口换热器时的温度分别为150℃和35℃，其等压热容为4.36kJ ·kg -1·K -1。冷流体进出换热器时的温度分别为25℃和110℃，其等压热容为4.69kJ ·kg -1·K -1。试计算冷热流体有效能的变化、损失功和有效能效率。 解：

（方法一）利用热量有效能计算 等压过程，交换的热量等于过程的焓变 对于热流体：

1120588.21)15035(36.4042.0)(-?-=-??=-==?s kJ T T mC dT C m Q p p h

设环境温度K T 15.2980=，热流体的有效能B h 计算 热流体平均温度：K T T T T T m 6.362423308

ln 150

35ln 1

2

121=-=-=

1

1072.36.36215.29810588.211-?-=??? ??--=???? ?

?-=?s kJ T T Q E m h h 忽略热损失，热流体放热等于冷流体得到的热量h c Q Q -=

同理对冷流体K T m 9.3382=，1

5.2-?=?s kJ B c

对冷热流体组成的体系进行有效能恒算

122.15.272.3-?=-=s kJ W l

有效能效率：%2.6772

.322.111'

=-=-

=h l E W η （方法二）利用稳态流动体系有效能计算方程计算 等压过程，交换的热量等于过程的焓变

对于热流体：

1120588.21)15035(36.4042.0)(-?-=-??=-==?=?s kJ T T mC dT C m H Q p p h

111205099.0432

308ln 436042.0ln

2

1

--??-=?===

??

s K kJ T T mC dT T

C S p T T p ()1075.3058099.02980588.21-?-=-?--=?-?==?s kJ S T H W E id h

同理冷流体有效能变化：

设冷流体的流量为2m q ，进出口温度分别为1t 和2t 保温完全，无热损失：h c Q Q -=

)()(12222111t t C q T T C q p m p m -=-

1122211120528.0)

25110(69.4)

30150(36.4042.0)

()(-?=-?-??=

--=

s kg t t C T T C q q p p m m

同理可得：1122220446.21)25110(69.40528.0)(-?=-??=-=?s kJ t t C q H p m 1

2062141.0-?=?s

kJ S

120253.2-?=?-?==?s kJ S T H W E id c

损失功：1

210021.1)062141.0058099.0(298)(-?=+-=?+?=?=s kJ S S T S T W t L

有效能效率：67.47%3.75

2.53

B

B E ('h

c

==

????=

∑∑＝（失去）获得）E η 4-13 若将上题中热流体进口温度改为287℃。出口温度和流量不变，冷流体进出口温度也不变，试计算正中情况下有效能的变化、损失功和有效能效率，并与上题进行比较。 解：利用稳态流动体系有效能计算方程计算 等压过程，交换的热量等于过程的焓变 对于热流体：

112146.46)(-?=-==?=?s kJ T T mC dT C m H Q p p h

111

2

109476.0ln

2

1

--??-===

??

s K kJ T T mC dT T

C S p T T p 1052.13-?-=?-?==?s kJ S T H W E id h

同理冷流体有效能变化：

设冷流体的流量为2m q ，进出口温度分别为1t 和2t 保温完全，无热损失：h c Q Q -=

)()(12222111t t C q T T C q p m p m -=-

112221112116.0)

()(-?=--=

s kg t t C T T C q q p p m m

同理可得：1122222436.46)(-?=-=?s kJ t t C q H p m 11

213651.0--??=?s K

kJ S

1202566.5-?=?-?==?s kJ S T H W E id c

损失功：1

210005.8)(-?=?+?=?=s kJ S S T S T W t L

有效能效率：%2.41B

B E ('h

c

=????=

∑∑＝（失去）获得）E η

4-14 在25℃时，某气体的状态方程可以表示为p 105RT pV 5

?+＝，在25℃，30MPa 时将气体进行节流膨胀，问膨胀后气体的温度是上升还是下降？ 解：根据Joule-Thomson 效益系数

p p p

T p

J C V T V T T H p H p T -???

????=??? ???????? ????-=???? ????=μ 根据p 105RT pV 5

?+＝，5105?+=p RT V 其中p

R T V p =???

????

01054

p p J c pc pV RT c V

p

RT

μ

可见，流体节流后为负效应，终温比起始温度高。

4-15 一台透平机每小时消耗水蒸气4540kg ，水蒸气在4.482MPa 、728K 下以61m ·s -1

的速度进入机内，出口管道比进口管到底3m ，排气速度366 m ·s -1

。透平机产生的轴功为703.2kW ，热损失为1.055×105

kJ ·h -1

。乏气中的一小部分经节流阀降压至大气压力，节流阀前后的流速变化可忽略不计。式计算经节流后水蒸气的温度及其过热度。

解：稳态流动体系能量衡算方程：Q W Z g u H s +=?+?+?2

2

1 以每小时单位水蒸气作为计算标准

15

24.234540

10055.1-?-=?-=kg kJ Q

16.5574540

3600

2.703-?-=?-

=kg kJ W s

132221222117.6510)61366(2

1

)(2121--?=?-?=-=?kg kJ u u u 133104.2910)3(8.9---??-=?-?=?kg kJ Z g

将上述结果代入能量衡算方程得到：1

93.645-?-=?kg kJ H 查表得到4.482MPa ，728K 过热水蒸汽焓值：1

13340-?=kg kJ H 进出口焓变为出口气体焓值减去进口气体焓值：12H H H -=? 对于节流膨胀过程，节流膨胀过程为等焓过程，0'=?H

节流后水蒸气焓值：1

1226946463340-?=-=?+=kg kJ H H H 内插法查0.1MPa 下过热水蒸汽表，得到：C T ?=5.106，过热度6.5℃

4-16 设有一台锅炉，每小时产生压力为2.5MPa ，温度为350℃的水蒸汽4.5吨，锅炉的给水温度为30℃，给水压力 2.5MPa 。已知锅炉效率为70％，锅炉效率：

染料可提供的热量

蒸汽吸收的热量=

B η。如果该锅炉耗用的燃料为煤，每公斤煤的发热量为29260kJ ·kg -1，

求该锅炉每小时的耗煤量。

解：查水蒸汽表 2.5MPa 20℃H 2O 1

3.86-?=kg kJ H 2.5MPa 40℃H 2O 1

77.169-?=kg kJ H 内插得到 2.5MPa 30℃H 2O 104.1282

3

.8677.169-?=+=

kg kJ H

查水蒸汽表 2.0MPa 320℃H 2O 1

5.3069-?=kg kJ H 2.0MPa 360℃H 2O 1

3.3159-?=kg kJ H 内插得到 2.0MPa 350℃H 2O 185.31365.30693040

5

.30693.3159-?=+?-=

kg kJ H

查水蒸汽表 3.0MPa 320℃H 2O 1

4.3043-?=kg kJ H

3.0MPa 360℃H 2O 1

7.3138-?=kg kJ H

内插得到 3.0MPa 350℃H 2O 188.31144.30433040

4

.30437.3138-?=+?-=kg kJ H

内插得到 2.5MPa 350℃H 2O 187.31252

85

.313688.3114-?=+=kg kJ H

锅炉在等压情况下每小时从锅炉吸收的热量：

131231490235)04.12887.3125(105.4)(2-?=-??=-?=h kJ H H H m Q O H

锅炉每小时耗煤量： 16.65829260

7.013490235

-?=?=

h kg mcoal

4-17 某朗肯循环的蒸汽参数为：进汽轮机的压力MPa p 61=，温度C t ?=5401，汽轮机出口压力MPa p 008.01=。如果忽略所有过程的不可逆损失，试求：（1）汽轮机出口乏气的干度与汽轮机的作功量；（2）水泵消耗的功量；（3）循环所作出的净功；（4）循环热效率。 解：朗肯循环在T －S 图上表示如下： 1点（过热蒸汽）性质：

MPa p 61=，C t ?=5401， 110.3517-?=kg kJ H

119999.6-?=kg kJ S

2点（湿蒸汽）性质：

MPa

p 008.02=1129999.6--??==K kg kJ S S l

188.173-?=kg kJ H l 15026.0-?=kg kJ S l

12577-?=kg kJ H g 12287.8-?=kg kJ S g 130084.1-?=g cm V l

1－2过程在膨胀机内完成，忽略过程的不可逆性，则该过程为等熵过程，

11129999.6--??==K kg kJ S S

（1） 设2点干度为x ，由汽液混合物的性质计算可知：2)1(S S x xS l g =-+

839.05926

.02287.85926

.09999.62=--=--=

l g l S S S S x

2点汽液混合物熵值：

1

210.219088.173)839.01(839.02577)1(-?=?-+?=-+=kg kJ H x xH H l g 汽轮机向外作功：1

129.13261.21900.3117--=+-=-=kJkg H H W S

（2） 水泵消耗的功率：

166

10610008.0042.61010

)008.06(0084.16

6

--???=??-?==

?kg kJ dp V W l

p

（3） 循环所做净功：186.1320)042.69.1326()(-=+--=+-=kJkg W W W p S 净 （4） 循环热效率

134922.179042.688.173-?=+=+=+=kg kJ W H W H H p l p

3958.0922

.1790.3517042

.69.1326)

(4121=--=--≈

+-=

H H H H Q

W W p S η

4-18 某电厂采用朗肯循环操作，已知进入汽轮机的蒸汽温度为500℃，乏气压力为0.004MPa ，试计算进入汽轮机的蒸汽压力分别为4MPa 和14MPa 时，（1）汽轮机的作功量；（2）乏气的干度；（3）循环的气耗率；（4）循环的热效率；（5）分析以上计算的结果。 解：

1点：,41MPa p = C t ?=5001 1

13.3445-?=kg kJ H ，11

10901.7--??=K kg kJ S

2点：MPa p 004.02=，11

120901.7--??==K kg

kJ S S

146.121-?=kg kJ H l 14226.0-?=kg kJ S l

14.2554-?=kg kJ H g 14746.8-?=kg kJ S l 13004.1-?=g cm V l

1－2过程在膨胀机内完成，忽略过程的不可逆性，则该过程为等熵过程，

11120901.7--??==K kg kJ S S

2点干度为x ，由汽液混合物的性质计算可知：2)1(S S x xS l g =-+

8281.04226

.04746.84226

.00901.72=--=--=

l g l S S S S x

2点汽液混合物熵值：

1218.213646.121)8281.01(8281.04.2554)1(-?=?-+?=-+=kg kJ H x xH H l g

（1） 2点乏汽干度为0.8281

（2） 汽轮机作功量： 1

1212.130918.21363.3445--=+-=-=kJkg H H W S

（3） 循环的气耗率：1)(75.212

.13093600

3600-??==-=h kW kg W SSC S （4） 循环热效率

水泵消耗的功率

1

6610410004.0012.41010)004.04(004.16

6

--???=??-?==

?kg kJ dp V W l

p 13447.125012.446.121-?=+=+=+=kg kJ W H W H H p l p

3931.047

.1253.3445012

.412.1309)

(=--=

+-=

Q

W W p S η

同理可得MPa p 14=

1点：,141MPa p = C t ?=5001 1

115.3321-?=kg kJ H ，11

13877.6--??=K kg kJ S

2点：MPa p 004.02=，11

123877.6--??==K kg

kJ S S

146.121-?=kg kJ H l 14226.0-?=kg kJ S l

14.2554-?=kg kJ H g 14746.8-?=kg kJ S l 13004.1-?=g cm V l

1－2过程在膨胀机内完成，忽略过程的不可逆性，则该过程为等熵过程，

11123877.6--??==K kg kJ S S

2点干度为x ，由汽液混合物的性质计算可知：2)1(S S x xS l g =-+

7408.04226

.04746.84226

.03877.62=--=--=

l g l S S S S x

2点汽液混合物熵值：

1278.192346.121)7408.01(7408.04.2554)1(-?=?-+?=-+=kg kJ H x xH H l g

（1）2点乏汽干度为0.7408

（2）汽轮机作功量： 1

1237.139715.332178.1923--=-=-=kJkg H H W S

（3）循环的气耗率：1)(58.237

.13973600

3600-??==-=h kW kg W SSC S （4）循环热效率

水泵消耗的功率

1

6610410004.0052.141010)004.014(004.16

6

--???=??-?==

?

kg kJ dp V W l p 13451.135052.1446.121-?=+=+=+=kg kJ W H W H H p l p

4342.021

.13515.3321052

.1437.1397)

(=--=

+-=

Q

W W p S η

（5） 结果分析

通过上表比较，可以看出，进入汽轮机的蒸汽压力越高，汽轮机的作功量越大，循环的气耗量减少，循环的热效率升高。

4-19 逆卡诺（Carnot ）循环供应35kJ ·s-1的制冷量，冷凝器的温度为30℃，而制冷温度为-20℃，计算此制冷循环所消耗的功率以及循环的制冷系数。 解：逆向Carnot 循环的制冷系数： L

H L

S C T T T W q -==

0ε 06.5253

303253

=-=-=

L H L C T T T ε

单位制冷剂耗功量：设制冷剂循环量为m kg ·s -1，单位制冷剂提供的冷量为q 0

10035-?==s kJ mq Q

s

s C mW Q mWs mq W q 000===

ε kW s kJ Q mW N C

s T 92.692.606

.535

10

=?==

=

=-ε 4-20 蒸汽压缩制冷装置采用氟里昂（R －12）作制冷剂，冷凝温度30℃，蒸发温度-20℃，节流膨胀前液体制冷剂的温度为25℃，蒸发器出口处蒸气的过热温度为5℃，制冷剂循环量为100kg ·h -1。试求：（1）该制冷装置的制冷能力和制冷系数；（2）在相同温度条件下逆向卡诺循环的制冷系数。 解：该过程在P －H 图上表示如下

由-20℃的饱和蒸汽压线与-15℃的等温线交叉点确定1点的焓熵值，

11345-?=kg kJ H

1－2的过程为等熵过程，由过1点的等熵线与30℃的等压线的交点确定2点

12376-?=kg kJ H

由30℃等压线与25℃的等温线确定点4，查得焓值：

14225-?=kg kJ H

（1） 单位制冷量：1

410120225345-?=-=-=kg kJ H H q ； （2） 制冷能力：1

0012000120100-?=?==kg kJ mq Q ；

（3） 压缩机单位质量耗功：1

1231345376-?=-=-=kg kJ H H W s ；

（4） 制冷系数：87.331

1200===

s W q ε； （5） 逆向卡诺循环制冷系数：06.5253

303253

=-=-=

L H L C T T T ε

4-21有一氨蒸汽压缩制冷机组，制冷能力为4.0×104

kJ ·h -1

，在下列条件下工作：蒸发温度为-25℃，进入压缩机的是干饱和蒸汽，冷凝温度为20℃，冷凝过冷5℃。试求： （1）单位质量制冷剂的制冷量； （2）每小时制冷剂循环量； （3）冷凝器中制冷剂放出热量； （4）压缩机的理论功率； （5）理论制冷系数。

解：由氨的S T -图查得250-=t ℃时饱和蒸汽的16401=H 1

J -?kg k ,由该状态点沿等熵线

向上，由温度20=t ℃的条件，确定19002=H 1

J -?kg k 。假设压力对液体的焓值几乎