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1、1第一章第一章 3、现代发电机组中，用压力测量仪表在四个地方测量，读数分别为：表压 25.6MPa、表压0.65MPa、表压 3kPa、真空度 98kPa，当时大气压力为 101.3kPa，求所测四个地方的绝对压力。解答：解答：112233440.101325.625.70130.10130.650.7513101.33104.4101.3983.3bgbgbgbvpppMPapppMPapppkPapppkPa=+=+=+=+=+=+=-=-=4、西方国家经常使用华氏度作为温度单位，例如测量到某人的体温为 100，请求出对应的摄氏温度，并判断 100的体温可能吗？。解答：解答：55(32)(
2、10032)37.7899tfC5、我国进口发电机组中经常会用到一些不是整数的参数，例如发电机组出口蒸汽温度设计值为 538，请求出对应的华氏温度，并分析为什么会出现非整数的温度。解答：解答：9932538321000.455ftF6、用内充水银的 U 形管压力计测量压力，管内出现以下两种情况：一为水银柱中出现 20mm 高的空气泡，二是水银柱中混入了水，形成一个 20mm 高的水柱，请求出两种情况下的的压力 p。解答：解答：150mm20mmppb习题图 1-6 2112211223101.3 13.6 9.8 (0.150.02)1.0 9.8 0.02 101.3 17.330.20 1
3、18.83101.3 13.6 9.8 (0.150.02)1.293 109.8 0.02 101.3 17.330.00025 118.63bbppghghkPa ppghghkPa 可见，气体柱的压力可以忽略。第二章第二章 5、某封闭系统进行如图所示的循环，12 过程中系统和外界无热量交换，但热力学能减少 50kJ；23 过程中压力保持不变，p3=p2=100kPa，容积分别为 V2=0.2m3，V3=0.02 m3；31 过程中保持容积不变。求：各过程中工质所作的容积功以及循环的净功量；循环中工质的热力学能变化以及工质和外界交换的热量；解答：解答：1212121212323322131
4、312311231122331123112311231123112:0( 50)5023:()100 (0.020.2)1831:01231:050 1803232QUWWQUkJWpdVp VVkJWpdVU WWWWkJ QUWWkJ 6、水可视作不可压缩。现对一绝热封闭容器内的水加压，加压前水的容积为 0.1m3，压力为0.2MPa，加压后压力为 1.2MPa。求：（1） 加压过程中外界对水所作容积功；（2） 水的热力学能的变化；（3） 水的焓的变化。pV123习题图 2-5 3解答：解答：21211212121212121222211 112210000 ()()() 0(120020
5、0)0.1100WpdVQUWUQWkJ HUp VUpVUpp V kJ 8、空气在压缩机中被压缩，压缩前的参数为 p1=0.1MPa，v1=0.845m3/kg，压缩后的参数为p2=0.8MPa，v2=0.175m3/kg，压缩过程中每 kg 空气的内能增加了 146 kJ/kg，同时向外放出热量 50kJ/kg，压缩机压缩空气的量为 10kg/min，忽略散热及工质的动能位能差。求：（1）压缩过程中每 kg 空气的压缩功（容积功） 。（2）气体消耗的技术功。（3）外界需要向压缩机输入的功率（由轴功决定） 。解答：解答：（1） 12121250 146196/wqukJkg （2）跟踪流动
6、的工质，为闭口系：221 1()196(800 0.1750.1 0.845)19655.5251.5/ttqhwwqhqup vp vkJ kg （3）稳定流动能量方程：251.5/10( 251.5)41.9260shtshshwwkJ kgWmwkW 9、锅炉生产的 2980 t/h 流量的过热蒸汽进入汽轮机高压缸后，经一热力过程从焓 3475.5 kJ/kg 降至 2990.0 kJ/kg，求：（1） 若忽略汽轮机的散热、动能和位能差，则高压缸的电功率为多少；（2） 若散热为 1.1107kJ/h， ，求散热造成的功率损失；（3） 若汽轮机进口蒸汽的流速为 50m/s，出口蒸汽流速为
7、150m/s，求动能差造成的功率损失；（4） 若汽机出口比进口低 2.5m，求进出口高差对汽轮机功率的影响。4解答：解答：（1） 忽略汽轮机的散热、动能和位能差21232 3475.52990.0485.5/2980 10485.5401886.13600shshshshcqhg zwwhhhkJ kgWmwkW （2） 散热2_ _7_21.1 103055.63600 3055.60.76%401886.1shsh shqshqsh shqshqshqshcqhg zwwhwwwqwqhWQkWWW （3）动能差222_2322 3 _222 2980 1015050108277.8236
8、002 8277.82.06%401886.1shshshqshqshsh cshqshqshcqhg zwwhcwwwcwqcWmkWWW （4）位能差2_ _3 3 _22980 109.8 ( 2.5) 1020.33600 20.30.0051%401886.1shsh shqshqsh shzshqshqshcqhg zwwhwwwg zwqg zWmg zkWWW 5第三章第三章 3、两台可逆卡诺热机串联工作，A 工作于 700和 t 的热源间，B 热机工作于 t 和 20的热源间，吸收 A 热机排出的废热对外作功。求：（1） 当两台热机的热效率相同时，热源 t 的温度；（2） 当
9、两台热机输出的功相等时，热源 t 的温度。解答：解答：效率相等时：KTTTTTTTTTTT9 .533293973111 ,12121212 2 11输出功相等时：KTTTTT TT TTWWTTQQTTQQWTTQQW6332111121211211122 222211111 4、一可逆热机工作在三个热源之间，热源温度如图，若热机从热源 1 吸热 1600kJ，并对外做功 250kJ，试求另两个热源的传热量和传热方向，并用图表示。解答：解答：热量的正负号，以工质吸热为正：12323331221231600250/16000800600300能量平衡：因为可逆：QQQQQWkJ kgQQQQQ
10、 TTT解以上 2 式，得 Q2=-1500kJ，Q3=150kJ，说明热源 2 吸热，而热源 3 放热。7、某动力循环，工质在温度 440下得到 3150kJ/kg 的热量，向 20的低温热源放出1950kJ/kg 的热量，如果工质没有其他热量交换，问此循环满足 Clausius 不等式吗？解答：解答：315019502.2370440273.1520273.15Q T 满足 Clausius 不等式，其循环积分值为-2.237kJ/(kg.K)。68、内可逆的卡诺热机，工作于 2000K 和 300K 的热源间，工质的高温为 1900K，工质的低温为 400K，设每一循环中工质从高温热源吸
11、热 100kJ/kg。求：（1） 该热机的效率和每一循环中的功量、废热；（2） 高温热源和低温热源的熵变；（3） 工质在各过程中的熵变和循环的总熵变。解答：解答：2 1 10112101 1 12 2 11 12 1400(1): 1= 10.7895 19001000.789578.95/10078.9521.05/100(2): 0.05/()200021.050.0702/()300100(3): 0.051900q qq qT TwqkJ kgqqwkJ kgqskJkg KTqskJkg KTqsThh= -=-=-=-D= -D=D=232 34 241263/()021.050.
12、05263/()40000工质经过一个循环的总熵变kJkg KsqskJkg KTssD=-D= -D=D =11、深层海水的温度 4，热带表层 10m 海水的平均温度为 37，假设深层海水的质量无穷大，若在深层海水和表层海水间装一热机，该热机利用表层 10m 海水降温至 27所放出的能量来作功，已知水的比热为 4.1868 kJ/(kgK)。求：（1） 每 kg 表层海水降温过程中放出的热量和熵变；（2） 深层海水的熵变、热机的废热量和作功量；（3） 求 1km2海域能够输出的功量（kWh） 。（4） 我国 2012 年底的发电量为 4.94 万亿 kWh，求提供这些电量需要的海域面积。7解
13、答：解答：（1）211222 1111()4.1868(2737)41.868/41.868/ln272734.1868ln0.1373/37273qc ttkJ kgqqkJ kgTqcdTscTTTkJKd=-=-= -= -=D=+= -+（2）212220120.1373/T(2734)0.137338.032/41.86838.0323.836/sskJKqskJ kgwqqkJ kgD= - D=D=+=-=-=（3）63 071010 103.836/36001.066 10WmwkWh=（4）12 52 74.94 104.606 101.066 10WtAkmW=12、将 3
14、kg 温度为 0的冰，投入盛有 20kg 温度为 50的水的容器中，容器保持绝热，已知水的比热为 4.1868 kJ/(kgK)，冰熔解热为 333.5kJ/kg，忽略冰熔解时体积的变化。求：（1） 系统平衡时的温度；（2） 冰的熵变，冰熔解生成的水的熵变和容器中原有水的熵变；（3） 若环境温度为 20，求该过程中系统可用能的损失。解答：解答：（1）假设 3kg 的冰能全部融化，最后混合的温度为 tm , 3kg 冰以下标 1 表示，20kg 水以下标 2 表示，根据热量守恒的关系：Ccmmqmtcmtcmtttcmqmttcmmmm09.33301.965 .3186187. 4)203(5 .333350187. 4200187. 43)(0)()(2112211221118（2）熵的变化量由三部分构成，即 3kg 冰融化时的熵增,融化后从 0升到 tm 的熵增和20kg 水降温到 tm 的熵减。KkJSSSSKkJTTcmTcdTmSKkJTTcmTcdTmSKkJTqmSmtmtmtmt/599. 0503. 4437. 1665. 3/503. 42735027309.33ln187. 420ln/437. 1273027
