工程热力学课后题答案

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4 6.如图所示,某

18 -11 (-22) 7 (29) 封闭系统沿

2 3 -8 (38) (8) 17 (74) -13 58 (8) -16 21 25 -12 (-46) -9 (37) 过程序号 Q/J W/J U1/J U2/J ?U/J a?c?b途径由状态a变化到b,吸入热量90kj,对外做功40kj,试问:

(1).系统从a经d至b,若对外做功10kj,则吸收热量是多少?

(2).系统由b经曲线所示过程返回a,若外界对系统左贡23kj,吸收热量为多少? (3).设Uadb 答案 (1).Qadb (2).Qad3?5kj,Ud?45kj,,那么过程a?d和d?b中系统吸收的热量各为多少?

(2).Qba??73kj; ?60kj;

(4).Qdb?10kj。 ?50kj;

7.容积为1m的绝热封闭的气缸中装有完全不可压缩的流体,如图2-31所示。试问: (1).活塞是否对流体做功? (2).通过对活塞加压,把流体压力从

少?焓变化多少?

答案 (1).W3?0;(2).?U?0,?H?2.8?10kj。

p1?0.2MPa提高到p3?3MPa,热力学能变化多

8.一质量为

4500kg的汽车沿坡度为15?的山坡下行,车速为300m/s。在距山脚100m处开始刹车,

且在山脚处刚好刹住。若不计其它力,求因刹车而产生的热量。

Q?2.04?105kj。

3440kj/kg,

9.某蒸汽动力装置,蒸汽流量为40t/h,汽轮机进出口处压力表读数为9MPa,进口比为

汽轮机出口比焓为

2240kj/kg,真空表读数为95.06kPa,当时当地大气压力为98.66kPa,汽轮机

对环境放热为。试求:

(1).汽轮机进出口蒸汽的绝压各为多少? (2).单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少? (3).汽轮机的功率为多少? 答案 (1).

p1?9.099MPap2?3.6MPa(2).?sh(3).P

?1200kj/kg

?1.332?104kW

(4).考虑进出口动能差后?sh的相对偏差

?sh?0.67%

p?0.005MPa,比焓h1?2500kj/kg,出口为同压下的水,比焓为

10.进入冷凝器的泛汽的蒸汽为

??17℃,冷却水出口温度为h2?137.77kj/kg,若蒸汽流量为22t/h,进入冷凝器的冷却水温为t1??30℃,试求冷却水流量为多少?水的比热容为4.18kj/(kg.K)。 t2 答案

qm,w?956.4?103(kg/h)

p1?0.1MPa,v1?0.88m3/kg;

11.某活塞式氮气压气机,压缩的氮气的参数分别为:

p2?1.0MPa,v?0.16m3/kg。设在压缩过程中每kg氮气热力学能增加180kj,同时向外放出

热量

60kj。压气机每min生产压缩氮气18kg,试求:

(1).压缩过程对每kg氮气所做的功; (2).生产每kg压缩氮气所需的功; (3).带动比压气机至少要多大的电动机。 答案 (1).? (2).?sh??240kj/kg;

??312kj/kg;

(3).P?93.6kW。

12.流速为600m/s的高速空气突然受阻停止流动,即

c2?0,称为滞止。如滞止过程进行迅速,以致气

流受阻过程中与外界的热交换可以忽略,问滞止过程空气的焓变化了多少?

答案

?h?180kj/kg

第三章 理想气体及其混合物

1.把

CO2 压送到体积为0.5m3的贮气罐内。压送前贮气罐上的压力表读数为3kPa,温度为20?C,

?压送终了时压力表读数为30kPa,温度为50C。试求压送到罐内的CO2的质量。大气压力为

pb?0.1MPa。

p1?pb?pg1?0.1?103?3?103?kPa?p2?pb?pg2?0.1?103?30?130?kPa?Rg? 由

R8.314??0.189?kJ?kg.K??M44pV?mRgTp2VpVV?p2p1???1????RgT2RgT1Rg?T2T1??

?m??130?103103?103?0.5??????0.143?kg?3??0.189?10?50?27320?273?3700kPa,20C的氮气。瓶上装有一排气阀,压力达到

2. 体积为0.03m的某钢性容器内盛有了

?875kPa时发门开启,压力降到840kPa时关闭。若由于外界加热的原因造成阀门开启,问:

(1)阀门开启时瓶内气体温度为多少?

(2)因加热造成阀门开闭一次期间瓶内氮气失去多少?设瓶内空气温度在排气过程中保持不变。 答案 (1)t2kg ?93.3℃;(2)?m?0.0097?0.30m33.氧气瓶的容积V瓶中氧气的表压力为

pg1?1.4MPa,t1?30?C。问瓶中盛有多少氧气?

?t?20C,试问此时氧气的表压力为多少(当地大气压力

若气焊时用去一半氧气,温度降为2pb?0.1MPa)

答案

m?7.86kg;pg2?0.625MPa34.某锅炉每小时燃煤需要的空气量折合表准状况时为66000mh。鼓风机实际送入的热空气温度为

250?C,表压力为20.0kPa解 由

,当地大气压为

pb?0.1MPa,求实际送风量m3h??。

p?pb?pg?0.1?20?10?3?0.12?MPa? pqV?qmRgT pqV0p0qV0?TT0得

pqT0.101325?66000?250?273?qV?0V0.1???1.068?105m3hT0P12730.12??

5.某理想气体比热比k?cpcV?1.4,定压比热容cp?1.042kJ?kg.K?,求该气体的摩尔质量。

RM

解 由

cpcV?k及cp?cV?Rg?得

M?R8.314??27.93?gmo?l

cp?1?1k?1.042??1?11.4?3?6.在容积为0.1m的封闭容器内装有氧气,其压力为300kPa,温度为15气温度上升到800C? (1)按定值比热容计算; (2)按平均比热容计算。 解

?C,问应加入多少热量可使氧

Rg?R8.314??0.26?kJ?kg.k?? M32

pV300?103?0.3m???1.2?kg?

RgT0.26?103??15?273?55?mcV?t?mRg?t2?t1??1.2??0.26??800?15??612.3?kJ?

22150(1)Q(2)查得cV

?0.656kJ?kg.K? ?0.756kJ?kg.K?

cV8000

Q?mcV30kg?t20.t2?cVt01.t1?1.2??0.756?800?0.656?15??714.0?kJ?

275?C,加热到845C,若热力学能变化为

??7.摩尔质量为的某理想气体,在定容下由

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