《热工课后题答案资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热工课后题答案资料（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、习题及部分解答习题及部分解答 第一篇第一篇 工程热力学工程热力学 第一章第一章 基本概念基本概念 1. 指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量： 答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。 2. 指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位 能，热能，热量，功量，密度。 3. 用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产 生，在水银柱上加一段水。若水柱高mm200，水银柱高mm800，如 图 2- 26 所示。已知大气压力为mm735Hg，试求容器中气体的绝对 压力为多少kPa？解：根据压力单位换算 kPapppp kPaPap kPap HgOHb Hg O
2、H 6 . 206) 6 . 106961. 1 ( 0 . 98)( 6 . 10610006 . 1 32.133800 .96 . 1 10961 . 1 80665 . 9 200 2 2 5 3 =+=+= = = 4. 锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图 2- 27 所示。若 已知斜管倾角 o 30=，压力计中使用 3 /8 . 0cmg=的煤油，斜管液 体长度mmL200=，当地大气压力MPapb1 . 0=，求烟气的绝对压力 （用MPa表示）解： MPaPa gLp 6 10 8 . 784 8 . 784 5 . 081 . 9 8 . 0200 sin = = =
3、 MPappp vb 0992 . 0 10 8 . 7841 . 0 6 = 5.一容器被刚性壁分成两部分，并在各部装有测压表计，如图 2- 28 所示，其中C为压力表，读数为kPa110，B为真空表，读数为kPa45。 若当地大气压kPapb97=，求压力表A的读数（用kPa表示） kPapgA155= 6. 试述按下列三种方式去系统时， 系统与外界见换的能量形式是什 么。 （1）.取水为系统； （2）.取电阻丝、容器和水为系统； （3）.取图中虚线内空间为系统。 答案略。 7.某电厂汽轮机进出处的蒸汽用压力表测量，起读数为MPa4 .13；冷 凝器内的蒸汽压力用真空表测量，其读数为mmH
4、g706。若大气压力 为MPa098. 0，试求汽轮机进出处和冷凝器内的蒸汽的绝对压力（用 MPa表示） MPapMPap0039 . 0 ;0247 . 0 21 = 8.测得容器的真空度mmHgpv550=，大气压力MPapb098 . 0 =，求容器 内的绝对压力。若大气压变为MPapb102 . 0 =，求此时真空表上的读 数为多少mmMPa？ MPapMPap v 8 . 579,0247 . 0 = 9.如果气压计压力为kPa83，试完成以下计算： （1）.绝对压力为11 . 0 MPa时的表压力； （2）.真空计上的读数为kPa70时气体的绝对压力； （3）.绝对压力为kPa50
5、时的相应真空度（kPa） ； （4）.表压力为MPa25. 0时的绝对压力（kPa） 。 （1）.kPapg17=； （2）.kPap13=； （3）.kPapv33=； （4）.kPap333=。 10.摄氏温标取水在标准大气压下的冰点和沸点分别为0和100， 而华氏温标则相应地取为32和212。试导出华氏温度和摄氏温 度之间的换算关系，并求出绝对零度所对应的华氏温度。 BAttF+= 将水在标准大气压下的冰点值032和F o ，以及沸点值 100292和F o 代入，得 += += BA B 100212 032 解该二元一次方程组，得：32, 8 . 1=BA。 从而有 328 . 1+
6、=ttF 当15.273=t时，有 )( 7 . 45932_)15.273(8 . 1FtF o =+= 11.气体进行可逆过程，满足pVC=（C为常数） ，试导出该气体从状 态1变化到状态2时膨胀功的表达式，并在pV图上定性画出过程线、 示出膨胀功。 答案：略 12.某气体的状态方程为 g pVR T=，试导出： （1）.定稳下气体, p v之间的关系； （2）.定压下气体, v T之间的关系； （3）.定容下气体, p T之间的关系。 答案： （1）. 2 1 1 2 v v p p =； （2）. 1 2 1 2 T T v v =； （3）. 1 2 1 2 T T p p =。 第
7、二章第二章 热力学第一定律热力学第一定律 1.一蒸汽动力厂，锅炉的蒸汽产量为 3 180 10/qkg h=，输出功率为 55000PkW=，全厂耗煤 , 19.5 / m c qt h=，煤的发热量为 3 30 10/ c qkJ kg=。 蒸汽在锅炉中吸热量2680/qkJ kg=。试求： （1）.该动力厂的热效率 t ； （2）.锅炉的效率 B （蒸汽总吸热量煤的总发热量） 。 解： （1）.锅炉中蒸汽吸热量 )(1034 . 1 )/(1082 . 4 268010180 58 3 kWhkj qqm H = = 热效率 %41 1034 . 1 55000 5 = = = H t P
8、 （2）.锅炉效率 B H B = 煤的总放热量 蒸汽总放热量 % 5 . 82 10625 . 1 1034 . 1 )(10625 . 1 3600 103010 5 . 19 5 5 5 33 , = = = = = B H ccbB kWqq 2.系统经一热力过程，放热8kj对外做功26kJ。为使其返回原状态，对 系统加热6kJ，问需对系统作功多少？ 解：由WUQ+=得 )(34268kjWQU= 对于返回初态的过程 kjUQW kjUU 28346 34 = = 故需对系统做功kj28。 3.气体在某一过程只能感吸收了54kJ的热量，同时热力学能增加了 94kJ。此过程是膨胀过程还是
9、压缩过程？系统与外界交换的功是多 少？ 答案：此过程为压缩过程；此过程中系统与外界交换的功是 kj40。 4.1kg空气由 11 5,0.5pMPa tMPa=膨胀到 22 0.5,500pMPa t=，得到热 量506kJ，对外做膨胀功506kJ。接着又从终态被压缩到初态，热出热 量390kJ，试求： （1）.膨胀过程空气热力学能的增量； （2）.压缩过空气热力学能的增量； （3）.压缩过程外界消耗的功。 答案： （1）.0=U； （2）. 0=U； （3）.kjW390=。 5.闭口系统中实施以下过程，试填补表中的空缺数据。 过程序 号 JQ/ JW / JU / 1 JU / 2 JU
10、/ 1 25 - 12 - 9 2 - 8 58 - 16 3 17 - 13 （8） 21 4 18 - 11 7 表中括号内的数为答案。 6.如图所示，某封闭系统沿bca途径由状态a变化到b，吸入热量 kj90，对外做功kj40，试问： （1）.系统从a经d至b，若对外做功kj10，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 kj23，吸收热量为多少？ （3）.设,45,5kjUkjU dadb =，那么过程da 和bd 中系统吸 收的热量各为多少？ 答案 （1）.kjQadb60=； （2）.kjQba73=； （2）.kjQad50=； （4）.kjQ
11、db10=。 过 程 序 号 JQ/ JW / JU / 1 JU / 2 JU / 1 25 - 12 （- 46） - 9 （37） 2 - 8 （8） （74） 58 - 16 3 （38） 17 - 13 （8） 21 4 18 - 11 （- 22） 7 （29） 7.容积为 3 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MPap2 . 0 1 =提高到 MPap3 3 =，热力学能变化多少？焓变化多少？ 答案 （1）.0=W； （2）.kjHU 3 108 . 2, 0=。 8.一
12、质量为 kg4500 的汽车沿坡度为 o 15 的山坡下行，车速为 sm/300 。在 距山脚 m100 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。 kjQ 5 1004 . 2 =。 9.某蒸汽动力装置， 蒸汽流量为 ht/40 ， 汽轮机进出口处压力表读数为 MPa9 ，进口比为 kgkj/3440 ，汽轮机出口比焓为 kgkj/2240 ，真空表读 数为 kPa06.95 ， 当时当地大气压力为 kPa66.98 ， 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
13、多少？ 答案 （1）. MPap MPap 6 . 3 099 . 9 2 1 = = （2）.kgkj sh /1200= （3）.kWP 4 10332 . 1 = （4）.考虑进出口动能差后 sh 的相对偏差 %67 . 0 = sh 10.进入冷凝器的泛汽的蒸汽为 MPap005 . 0 = ， 比焓 kgkjh/2500 1 = ， 出口 为同压下的水，比焓为 kgkjh/77.137 2 = ,若蒸汽流量为 ht /22 ，进入冷凝 器的冷却水温为 17 1 = t ，冷却水出口温度为 30 2 = t ，试求冷却水流 量为多少？水的比热容为 )./(18 . 4 Kkgkj 。
14、答案 )/(10 4 . 956 3 , hkgq wm = 11.某活塞式氮气压气机，压缩的氮气的参数分别为： MPap1 . 0 1 = ， kgmv/88 . 0 3 1= ； MPap0 . 1 2 = ， kgmv/16 . 0 3 = 。设在压缩过程中每kg氮气 热力学能增加 kj180 ，同时向外放出热量 kj60 。压气机每min生产压缩 氮气 kg18 ，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）.kgkj/240=； （2）.kgkj sh /312=； （3）.kWP6 .9
15、3=。 12.流速为 sm/600 的高速空气突然受阻停止流动， 即 0 2 =c ， 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 kgkjh/180= 第三章第三章 理想气体及其混合物理想气体及其混合物 1.把 2 CO 压送到体积为 3 5 . 0 m 的贮气罐内。 压送前贮气罐上的压力表读 数为 kPa3 ， 温度为 C o 20 ， 压送终了时压力表读数为 kPa30 ， 温度为 C o 50 。 试求压送到罐内的 2 CO 的质量。大气压力为 MPapb1 . 0= 。 解 由 () () () ()kg T p T p R V TR Vp TR Vp m TmRpV KkgkJ M R R kPappp kPappp ggg g g gb gb 143 . 0 27320 10103 27350 10130 10189 . 0 5 . 0 .189 . 0 44 314 . 8 13030101 . 0 1033101 . 0 33 3 1 1 2 2 1 1 2 2 3 22 3 11 = + + = = = = =+=+= =+=+= 2. 体积为 3 03 . 0 m 的某钢性容器内盛有了 CkPa o 20,700 的氮气。瓶上装有 一排气
