工程热力学习题集

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代入 (a,b,R为常数)

4、已知理想气体的定容比热容为算式。

=a+bT。其中 a、b为常数。试导出其内能、焓和熵的变化量的计

5、 将1kg的由=30℃加热到=40℃,试分别用定值比热容(由附录表II查取)和平均比热容

(由附录表IV查取)计算其内能和焓的变化量。如果加热过程中未完成技术功,问加入的热量为多少?如果过程中未完成膨胀功,加入的热量又为多少?

6、0.1kmol的由=120℃定容地加热到=800℃,分别用定值比热容和平均比热容计算其内能

和焓的变化量及加入的热量。 7、某锅炉的空气预热器将空气由20℃加热到250℃,空气流量为60000

值比热容和平均比热容计算每小时加给空气的热量。 8、1kg的

(其量交术(算9

0胀气焓技

到体的术由1内,换功2以

/h(标准状况下),试用定

=0.8MPa、=900℃膨胀到=0.12MPa、=600℃按照理想气体性质: )用定值比热容计算

能、焓和熵的变化如果膨胀中未与外界热量,求作出多少技; )用比热容函数式计

上各量。

kM

P=性变功

ga

空、4质化。

0

气=0计量如

℃算,过

由8

5,其以程

0=℃试内及是

绝按能完定

热理和成熵

膨想的

1

7

的定,值求比膨热胀容终计点算压)力。(

10、将1kmol氧气由11、两

=0.1MPa、=25℃压缩到=6MPa、=250℃,按理想气体性质计算其内能、焓和熵

的变化量。如压缩过程消耗的技术功量为20000kJ/kmol,求过程中放出的热量(用比热容函数式计算)。

温4080界冷和热

股压力相同的度分别为至0℃,在定压℃的空气。若无热交换,试、热空气的质容积流量比(容计算)。

空下

空求量用气10混气混流平

流℃合与合量均,和力外前比比

12、两股压力相同的空气流。一股温度=400℃,流量为

=120kg/h;另一股=150℃,

两股混合为相同压力的混合气流。若混合过程是绝热的,求: (1)混合气流的温度;

(2)混合过程空气的熵将增大还是减小,还是不变; (3)计算熵变化量(用定值比热容计算)。

=21Okg/h。

13、容积为 0.35

的氮气瓶中,原来压力为 17MPa,温度为20℃。由于漏泄,压力降至8MPa,温度未变。用理想气体状态方程计算漏掉了多少氢气,再用通用压缩性系数对计算结果进行修正。 的容器中,试分别用理想气体状态

方程、通用压缩因子图和范德瓦尔斯方程计算容器内将承受的压力。 5

将=

空1

2=气0

02

7由Ka完、

成3

K=变

多的0

.化=

3少环8

境M到00有

K

P

中a

、=,用,

14、欲将0.5kmol的氮气在温度为300K的情况下充人容积为0.7

1

0.2最多功?MP

16、 用ds方程导出T-s。图上定容线及定压线的斜率,并判断过同一状态点时哪条线较陡? 17、 证明 p-h图上定熵线的斜率为。 18、 将下列偏导数用可测参数 及热系数表达:

19、 证明:

证明:

(1) (2)

20、 证明: 。 21、 (1)对手均匀物质

出p-T图上定熵线率表达式; (2)取某单原子理想的定压比热容c2.5R,问在p-T图同一状态点的定熵定容线斜率的比值少? 22、 对于处于23、 钢在500K时。

(1)确定比热容差

的值,并用J/(mol·K)表示;

0℃的水银,测得其

的气p上线是0

导斜体=过与多

计算其定容比热容,及比热容比k。

(2)在这个温度下钢的=26.15 J/(mol·K),如果不区别与的数值会造成多大的误差?

24、 对为于常遵数循)状的态物方质程,

C

及的表达式。

25、 水经定熵过程由p0=0.1MPa升压至p=100MPa,试计算初始温度分别为0、5、50℃时水的温度变

化。在上述初始温度下分别采用如下数据,并视它们为定值。

26、 对于一些物质,在一定参数范围内状态方程式(其中R为气体常数,C亦为常数)具

有相当高的精确性。在该方程适用范围内,当压力为Pα物质的定压比热容为=A+BT,其中A、B为常数。试求出定压比热容与温度、压力的关系(T,p)的表达式。 27、 对于定温过程,试说明根据范德瓦尔斯状态方程可得出下列关系:

28、 在中等压力下,气体的状态方程可以写成

的函数。证明:

(1)

式中:R是气体常数;B、C仅是温度

(2)

时,有。

第六章 蒸汽的热力性质

1、在饱和水蒸气性质表(附录表V)上查出温度 t=100℃时饱和水及饱和水蒸气的各参数,计算饱和

水及饱和水蒸气的化学势,并说明它们满足相平衡条件。如上,再分别对t=200℃及p=Pa时进行计算和说明。

2、在饱和氨蒸气表(附表VII)及饱和氟里昂-12蒸气表(附表VIII)上各选取两点重作习题6-1的

计算和说明。

3、水三相点的温度=273.16K、压力=611.2Pa,汽化潜热=2501.3kJ/kg。如忽略潜热的变化,

试按蒸汽压方程计算=10℃时的饱和蒸汽压,并与表上数据相比较。

4、按饱和水及蒸汽性质表上数据,用克劳修斯-克拉贝龙方程计算汽化线在150℃时的斜率。

5、一个物理大气压下,水和冰在0℃时处于平衡,此时,熔解潜热

=0.018 /kmol,冰的摩尔容积

=6019.5J/mol,水的摩尔容积

是多少?

0.0197 /kmol。试计算该点熔解线的斜率。

=2833.47kJ/kg,求熔解潜热

=0.661

6、水的三相点上,汽化潜热=2501.3kJ/kg,升华潜热,

7、在二氧化碳的三相点上,T=216.55K,p=0.518MPa,固态比容/kg,液态比容

=347.85kJ/

=0.849/kg,气态比容=72.2/kg,升华潜热=542.76kJ/kg,汽化潜热

kg。试计算:

(1)在三相点上升华线、熔解线和汽化线的斜率各为多少?

(2) 蒸气压方程估算t=-80℃时的饱和蒸气压力(查表数据为0.0602MPa);

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