发布时间 : 星期一 文章工程热力学课后答案更新完毕开始阅读
解：
v1=
?u?cv(T2?T1)?q?w??160kJ cv＝533J/(kg.k)
T1v2=0.15 m/kg T23
P3v30.1*1.73*106T3??R296.8n?1n=583 K
RRT1p2w?(T1?T2)?[1?()n?1n?1p1200 kJ 解得：n＝1.49 R=327 J/(kg.k)
代入解得：cp＝533+327=860 J/(kg.k) 4-9
(2) 定压膨胀
]=
?u?cv(T2?T1)?364 kJ/kg
w?R(T2?T1)?145.4 kJ/kg
定熵膨胀
?u?cv(T3?T2)?505 kJ/kg
R[T2?T3]?-505 kJ/kg k?1或者：其q=0,w???u= -505 kJ/kg w?4-11
1标准m的空气从初态1 p1＝
3
将空气从初态1，t1=20℃,定熵压缩
到它开始时容积的1/3，然后定温膨胀，经过两个过程，空气的容积和开始时的容积相等。求1kg空气所作的功。 解：
0.6MPa，t1=300℃定熵膨胀到状态2，且v2=3v1。
k?1kRT1p2w1?[1?()k?1p1
RT1v1287*2931.4?1，求1]?[1?()k?1]?始时相等，v3=v1[1?3]、2、3点的参数（P,T,V）
k?1v21.4?1和气体所作的总功。
解：v1?空气由状态2继续被定温压缩，直到比容的值和开
＝-116 kJ/kg
T2?T1(v1k?1)＝454.7K v2v3w2?RT2ln?287*454.7*ln(1/3)v2RT1287*573??0.274 m/kg 5p16?103
＝143.4 kJ/kg w=w1+w2=27.4 kJ/kg 4-10
1kg氮气从初态1定压膨胀到终态2，
3
v1k1)?0.6*()1.4? 0.129 MPa v23v11T2?T1()k?1?573*()0.4?369K
v23p2?p1(V2=3V1=0.822 m T3=T2=369K V3=V1=0.274 m
33
然后定熵膨胀到终态3。设已知以下各参数：t1=500℃，v2=0.25m/kg ，p3＝0.1MPa，v3=1.73m/kg。求（1）1、2、3三点的温度、比容和压力的值。（2）在定压膨胀和定熵膨胀过程中内能的变化和所作的功。 解：(1)
3
p3?p2(v23v1)?0.129*?0.387 MPa v3v13
4－12 压气机抽吸大气中的空气，并将其定温压缩至p2＝5MPa。如压缩150标准m空气，试求用水冷却压气机气缸所必须带走的热量。设大气处于标准状态。 解：
p2?p3(v3k1.731.4)?0.1*()＝v20.251.5 MPa
P2v21.5*0.25*106T2??R296.8p1=p2=1.5 MPa
＝1263K
Q?W?p1V1ln-59260kJ 4-13
p10.101325?0.101325*106*150*ln?p25活塞式压气机吸入温度t1=20℃和压
力p1＝0.1MPa的空气，压缩到p2＝0.8MPa，压气
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机每小时吸气量为600标准m。如压缩按定温过程进行，问压气机所需的理论功率为多少千瓦？若压缩按定熵过程进行，则所需的理论功率又为多少千瓦？ 解：定温：
4-16
3
p3T3?T2()p2n?1n=441K
有一离心式压气机，每分钟吸入p1
＝0.1MPa，t1=16℃的空气400 m3，排出时p2＝0.5MPa，t2=75℃。设过程可逆，试求： (1)此压气机所需功率为多少千瓦？
(2)该压气机每分钟放出的热量为多少千焦？ 解：（1） mm?pV100000?600??0.215kg/s RT287*273*3600p1Ws?mRT1ln?－37.8KW
p2定熵
?p1V1=8.04kg/s RT1ln(p2/p1)=1.13 n?k?11.4?1v1/v2)kRT1p2k1.4*287*2930.8ln(W1s?m[1?()]?0.215*[1?()1.4]k?1p11.4?10.1
某工厂生产上需要每小时供应压力
＝－51.3 KW 4－14
为0.6MPa的压缩空气600kg；设空气所初始温度为20℃，压力为0.1MPa。求压气机需要的最小理论功率和最大理论功率。若按n＝1.22的多变过程压缩，需要的理论功率为多少？ 解：最小功率是定温过程 m=600/3600=1/6 kg/s
nR(T1?T2)?1183KW n?1n?kcv(T2?T1)=-712.3kJ/s （2） Q?mn?1Ws?mnw?m4－17
三台空气压缩机的余隙容积均为
6％，进气状态均为0.1MPa、27℃，出口压力均为0.5MPa，但压缩过程的指数不同，分别为：n1=1.4，n2=1.25，n3=1。试求各压气机的容积效率（假设膨胀过程的指数和压缩过程的指数相同）。
p1Ws?mRT1ln?＝－25.1 KW
p2最大功率是定熵过程
p2n解：?v?1?c[()?1]
p1n=1.4:
1kRT1p2W1s?m[1?()k?1p1多变过程的功率
k?1k]?－32.8 KW
0.87
0.5?v?1?0.06*[()1.4?1]?0.11W1s?m4－15
nRT1p2[1?()n?1p1n?1n]?－29.6 KW
n=1.25：?v=0.84 n=1：
7-1当水的温度t=80℃，压力分别为0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa时，各处于什么状态并求出该状态下的焓值。
解：查表知道 t=80℃时饱和压力为0.047359MPa。 因此在0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa时状态分别为过热、未饱和、未饱和，未饱和、未饱和。焓值分别为2649.3kJ/kg，334.9 kJ/kg，335 kJ/kg，335.3
实验室需要压力为6MPa的压缩空气，
应采用一级压缩还是二级压缩？若采用二级压缩，最佳中间压力应等于多少？设大气压力为0.1，大气温度为20，压缩过程多变指数n=1.25，采用中间冷却器能将压缩气体冷却到初温。试计算压缩终了空气的温度。
解：压缩比为60，故应采用二级压缩。 中间压力：
?v=0.76
p2?p1p3?0.775MPa
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kJ/kg，335.7 kJ/kg。
7－2已知湿蒸汽的压力p=1MPa干度x=0.9。试分别用水蒸气表和h-s图求出hx，vx，ux，sx。 解：查表得：h``＝2777kJ/kg kJ/kg
v``＝0.1943m3/kg ＝0.0011274 m3/kg u``= h``－pv``=2582.7 kJ/kg pv`=761.47 kJ/kg s``=6.5847 kJ/(kg.K) 2.1382 kJ/(kg.K)
hx＝xh``+(1-x)h`=2575.6 kJ/kg vx＝xv``+(1-x)v`=0.1749 m3/kg ux＝xu``+(1-x)u`=2400 kJ/kg sx＝xs``+(1-x)s`=6.14 kJ/(kg.K)
7-3在V＝60L的容器中装有湿饱和蒸汽，经测定其温度t＝210℃，干饱和蒸汽的含量mv=0.57kg，试求此湿蒸汽的干度、比容及焓值。
解：t＝210℃的饱和汽和饱和水的比容分别为： v``＝0.10422m3/kg ＝0.0011726 m3/kg h``＝2796.4kJ/kg
h`=897.8 kJ/kg
v`
s`
＝
u`＝h`－
v`
h`=762.6
干度：x?vx?v`＝0.78
v``?v`焓：hx＝xh``+(1-x)h`=2364.8kJ/kg 蒸汽的质量和体积： mv=x×m=0.78×2=1.56kg V= mv×v``＝0.19834m3
7-5已知8 m3的湿蒸汽，在p＝0.9 MPa时，其湿度（1－x）＝0.65，求此湿蒸汽的质量与焓。 解：p＝0.9 MPa的饱和参数 h``＝2773kJ/kg v``＝0.21484m3/kg 湿蒸汽的质量：
h`=742.6 kJ/kg v`＝0.0011213m3/kg
v?xv``?(1?x)v`?0.0759 m3/kg m?Vv＝105.4kg
焓：h=mhx＝x(h``+(1-x)h`)=105.4×1453.24kJ =1.53×103 kJ
7-6有一台采暖锅炉，每小时能生产压力p＝1 MPa（绝对）、x＝0.95的蒸汽1500kg。当蒸汽的流速c≮25m/s时，管道中的压力损失可以不计，求输汽管的内径最小应多大？ 解：p＝1 MPa、x＝0.95的比容 查表饱和参数v``＝0.1943m3/kg 0.0011274m3/kg
v`
＝
mv湿饱和蒸汽的质量：m?xV?xv``?(1?x)v` m解之得： x=0.53
v?xv``?(1?x)v`?0.18464 m3/kg
3
比容：vx＝xv``+(1-x)v`=0.0558 m/kg 焓：hx＝xh``+(1-x)h`=1904kJ/kg
7－4将2kg水盛于容积为0.2m3的抽空了的密闭刚性容器中，然后加热至200℃试求容器中（1）压力；（2）焓；（3）蒸汽的质量和体积。 解：（1）查200℃的饱和参数 h``＝2791.4kJ/kg v``＝0.12714m3/kg
h`=852.4 kJ/kg v`＝0.0011565m3/kg
蒸汽体积流量：
??vmv3600＝0.077m3/s
输汽管的半径最小为 内径：0.0626m
?vr?c?＝0.0313m
7-7某空调系统采用p＝0.3 MPa、x＝0.94的湿蒸汽来加热空气。暖风机空气的流量为每小时4000标准m3，空气通过暖风机（从0℃）被加热到120℃。设蒸汽流过暖风机后全部变为p＝0.3 MPa的凝结水。求每小时需要多少千克蒸汽（视空气的比热为定值）。
解：空气吸收的热量：
饱和压力1.5551MPa。 刚性容器中水的比容：
v?0.2＝0.1 m3/kg 压力是饱和压力1.5551MPa。 pV1?105?4000q?mcp?t?cp?t??1.01?120RT287?27311 更多相关资料 资料下载服务http://shop63722862.taobao.com/ 专业资料网http://www.taohua.com/shop/shop_home-11044.htm ＝619000kJ/h p＝0.3 MPa的饱和参数： h``＝2725.5kJ/kg h`=561.4 kJ/kg p＝0.3 MPa、x＝0.94蒸汽的焓 hx＝xh``+(1-x)h`=2595.7kJ/kg 需要蒸汽 pB＝1 MPa的饱和蒸汽参数 v``＝0.1943m3/kg h``＝2777kJ/kg v`＝0.0011274m3/kg h`＝762.6kJ/kg vB=xv``+(1-x)v`=0.155 m3/kg hB＝xh``+(1-x)h`=2374kJ/kg uB＝2219kJ/kg B占容积：VA=mBv=0.31 m3 总容积:V=VA+VB=0.685 m3 0.7MPa的饱和蒸汽参数 v``＝0.27274m3/kg h``＝2762.9kJ/kg 蒸汽比容：v v`＝0.0011082m3/kg h`＝697.1kJ/kg qms??304.28 kg /h h?h`法二： 湿蒸汽中起加热作用的仅为干饱和蒸汽 xm(h``?h`)?macp?t m?4000*1.293*1.005*120＝306.6 kg /h 0.94*(2725.5?561.4)?V?0.228 m3/kg m蒸汽干度：x?7-8气缸中盛有0.5kg、t＝120℃的干饱和蒸汽，在定容下冷却至80℃。求此冷却过程中蒸汽放出的热量。 解：t＝120℃的干饱和蒸汽参数： v``＝0.89202m3/kg p1=0.19854MPa 容积：V=mv``=0.44601 m3 t＝80℃的饱和蒸汽参数 v`＝0. 0010292m3/kg h``＝2643.8kJ/kg p2=0.047359MPa v``＝3.4104m3/kg h`=334.92 kJ/kg h`` ＝ 2706.6kJ/kg vx?v`＝0.84 v``?v`（2）由蒸汽传给环境的热量 终了时的焓：hx＝xh``+(1-x)h`=2502kJ/kg ux＝2342.4kJ/kg q?mAuA?mBuB?(mA?mB)uxkJ ＝-193.7 7－10将1kgp1=0.6MPa，t1=200℃的蒸汽在定压条件下加热到t2=300℃，求此定压加热过程加入的热量和内能的变化量。若将此蒸汽再送入某容器中绝热膨胀至p3=0.1MPa，求此膨胀过程所作的功量。 ＝0.89202 m3/kg 解：查表p1=0.6MPa，t1=200℃ h1=2850kJ/kg kJ/kg） 查表p2=0.6MPa，t2=300℃ h2=3061kJ/kg v2=0.4344 m3/kg s2=7.372 kJ/(kg.K) h3=2680kJ/kg （u2=2801 kJ/kg） v3=1.706 m3/kg v1=0.352 m3/kg （u1=2639 比容：vx?V0.44601?m0.5干度：x?vx?v`＝0.26 v``?v`焓：hx＝xh``+(1-x)h`=935.2kJ/kg 放出的热量：q=m(h``120-hx-vx(p2-p1))=817 kJ 7－9有一刚性容器，用一薄板将它分隔为A、B两部分。在A中盛有1kg、压力pA＝0.5 MPa的干饱和蒸汽，B中盛有2kg pB＝1 MPa，x＝0.80的湿蒸汽。当隔板抽去后，经过一段时间容器中的压力稳定在p3＝0.7 MPa。求（1）容器的总容积及终了时蒸汽的干度；（2）由蒸汽传给环境的热量。 解：（1）容器的总容积 pA＝0.5 MPa的干饱和蒸汽参数 v``＝0.37481m3/kg h``＝2748.5kJ/kg uA＝2561.1kJ/kg 查表p3=0.1MPa，s=7.372 （u3=2509 kJ/kg） 定压过程加入的热量和内能变化量 q=h2-h1=211kJ/kg ?u??h?p?v?211?0.6?106?(0.4344?0.352)=162 kJ/kg 绝热膨胀过程所作的功量 w???u?h2?h3?(p2v2?p3v3)＝292 A占容积：VA=mAv``=0.37481 m3 kJ/kg 12 更多相关资料 资料下载服务http://shop63722862.taobao.com/ 专业资料网http://www.taohua.com/shop/shop_home-11044.htm