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1、西南大学22春工程力学基础离线作业一及答案参考1. 已知力F在z轴上的投影是z=0，对z轴的力矩MZ0，F的作用线与z轴( )。A.垂直相交B.不垂直相交C.垂直不相交D.不垂直也不相交参考答案：C2. 气体的黏性随温度的升高而 A增大；B减小；C不变；D不能确定。气体的黏性随温度的升高而A增大；B减小；C不变；D不能确定。A3. 钢屋架受与屋架平行的风荷载和屋面荷载作用，其力系为( )。A.空间力系B.平面平行力系C.平面一般力系D.平面汇交力系参考答案：C4. 实际蒸汽动力装置与燃气轮机装置，采用回热后每公斤工质作功量均减少。 ( )实际蒸汽动力装置与燃气轮机装置，采用回热后每公斤工质作功
2、量均减少。()错误5. 何为对比态参数、对比状态及对比态定律?试判断下列论断是否正确： 与理想气体具有相同的偏离程度，则必定是何为对比态参数、对比状态及对比态定律?试判断下列论断是否正确：与理想气体具有相同的偏离程度，则必定是处在相同的对比状态；处在相同的对比状态，则必定与理想气体具有相同的偏离程度；对于Zc相同的各种物质，如果处在相同的对比状态，则必定与理想气体具有相同的偏离程度。热力学相似状态；处在相同的对比状态；处在与理想气体偏离程度相同的状态，这三种状态的含义是否完全相同?每一种工质都有确定的临界参数(pc，Tc，vc)，因此，临界压缩因子也是一个定值，有 工质实际状态下的热力性质与临
3、界状态时的热力性质的比值，统称为对比态参数。具有相同对比态参数的状态，称为具有相同的对比状态。对比态方程可表示为 其中 这个对比态方程是相对于临界状态而言的对比态压缩因子表达式。根据对比态定律，即任意两个对比态参数确定之后，第三个对比态参数就完全确定。因此，对比态压缩因子仅是(Tr，pr)的函数，当(Tr，pr)一定时，vr及Z/Zc的值就完全确定。不论Zc的数值是多少，只要Z/Zc的数值相同，就表示这些工质所处的状态，与自身的临界状态的偏离程度是相同的，具有相似的热力性质。但这些工质所处的状态，并不是完全相似的热力学相似状态。例如，任何工质的Zc/Zc都等于1，说明任何工质的临界状态，都具有
4、相似的热力学性质。但不同工质的Zc并不相等，说明临界点与理想气体的偏离程度并不相同，并不处于完全相似的热力学状态。 对比态方程的另外一种形式是 上式是以Zc作为第三参变数的三变量的对比态方程，它是以假想理想气体状态作为对比的对象，Z的数值代表工质在该状态下的热力性质与理想气体的偏离程度。Z值相等的所有工质，都处在热力学相似的状态下。对于具有相同Zc值的工质而言，Z仅是(Tr，pr)的函数。 6. 位移法能计算静定结构吗?位移法能计算静定结构吗?能。因为位移法的特点是在原结构上增加约束，因此可在静定结构上附加约束得到超静定基本体系，再取消约束列出平衡方程求解。下面举例说明： 下图(a)示一静定刚
5、架，用位移法求解时，基本未知量为结点B的转角1及水平线位移2。由基本体系中两个约束反力为零的条件列出基本方程，解得。最后画出弯矩图如图(b)所示。 静定结构不必用位移求解，但也可以用位移法求解内力，同时求出结点位移。力法则不可能求解静定结构。 7. 10 在矩阵位移法中，为什么要将非结点荷载转化成等效结点荷载?10 在矩阵位移法中，为什么要将非结点荷载转化成等效结点荷载?矩阵位移法的基本方程(整体刚度方程)是平衡(结点力矩平衡和截面投影平衡)方程，是在结点力和力矩荷载作用下推得的。当单元跨间有荷载时，需要将这些非结点荷载转化成等效的结点荷载，这样才能应用整体刚度方程。8. 列平衡方程时，要建立
6、坐标系求各分力的投影，为运算方便，坐标轴通常需要选在与未知力( )。A.相交90度角B.相交0度角C.相交60度角D.相交30度角参考答案：A9. 辛烷(C8H18)在95%理论空气量下燃烧。假定燃烧产生物是CO2，CO，H2O，N2的混合物，确定这个燃烧方程，并计算其空气辛烷(C8H18)在95%理论空气量下燃烧。假定燃烧产生物是CO2，CO，H2O，N2的混合物，确定这个燃烧方程，并计算其空气燃料比。辛烷在空气量为理论值时，燃烧反应方程为 C3H18+12.5O2+12.53.76N28CO2+9H2O+47.0N2 则在95%理论空气量下的辛烷燃烧方程可写成 C3H18+0.9512.5
7、O2+0.9512.53.76N2 aCO2+bCO+dH2O+eN2 (1) 代中a，b，d，e为待定系数。 根据氢平衡 2d=18，则d=9 根据氮平衡 e=0.9512.53.76=44.65 根据碳平衡 a+b=8 (2) 根据氧平衡 2a+b+d=0.9512.52=23.75 (3) 联立解式(2)，(3)，得 a=6.75，b=1.25 将a，b，d，e代入燃烧方程(1)，可得辛烷在95%理论空气的方程，即 C8H18+11.875O2+44.65N26.75CO2+1.25CO+9H2O+44.65N2 用摩尔作单位时，空气燃料比为 用质量作单位时 10. 如何利用状态方程和热
8、力学一般关系求取实际气体的uh、s?如何利用状态方程和热力学一般关系求取实际气体的uh、s?提示：除对状态方程求导，代入热力学一般关系式，还应利用状态参数特性选择适当的积分途径。11. 点作匀速圆周运动时，其在某一瞬时的切向加速度不一定等于0，而其法向加速度一定等于。( )点作匀速圆周运动时，其在某一瞬时的切向加速度不一定等于0，而其法向加速度一定等于。( )参考答案：12. 有一台柴油机，在稳定工况下工作时工质的最高温度为1500K，最低温度为360K。如果规定该柴油机做出500kWh功的有一台柴油机，在稳定工况下工作时工质的最高温度为1500K，最低温度为360K。如果规定该柴油机做出50
9、0kWh功的耗油量分别为：40kg；50kg；70kg；100kg，请判断上述耗油指标能否实现，如果可以实现，则在该耗油量下，柴油机的实际热效率是多少?(已知柴油的热值为42705kJ/kg。)在(3601500K)的温度范围内，卡诺效率为 1=1-(360/1500)=0.76 若采用热值为42705kJ/kg的柴油，则做出500kWh功的最小耗油量为 因此，每小时耗油指标40kg及50kg都是不能实现的。 在耗油量为70kg/h时，柴油机的实际热效率为 在耗油量为100kg/h时，柴油机的实际热效率为 13. 由自于工程实际情况不同，有时需要对湿空气喷入一定的水分，即所谓加湿过程，这种加湿
10、过程可采用如下一些方法：由自于工程实际情况不同，有时需要对湿空气喷入一定的水分，即所谓加湿过程，这种加湿过程可采用如下一些方法：(1)干球温度不变的定干球温度加湿方法；(2)相对湿度不变的定相对湿度加湿方法；(3)绝热条件下的绝热加湿方法。分别按各种调湿过程将湿空气调节为要求的湿空气。已知：t1=12，p1=100kPa，1=25%，d2=510-3kg/kg(干空气)，湿空气进入房间的体积流量qV=60m3/min，加湿水温为12。试确定：按定干球温度加湿过程 参见图7-11，由已知的t1=12%，1=25%在图上可以定出调湿前湿空气的状态点1。由t2=t1和d2=510-3kg/kg(干空
11、气)可确定调湿后的湿空气状态点2，则1-2为定干球温度的调湿过程。查得2=55%。 当水喷入湿空气后，湿空气的含湿量增加，干球温度要下降，为保持干球温度不变，则必须同时加入热量。 据稳定流动能量方程 其中，qm,a由下式求得 则 由h-d图上读得 v1=0.821m3/kg(干空气)，d1=0.0023kg/kg(干空气) h1=17.7kJ/kg(干空气)，h2=25.0kJ/kg(干空气) 另外按12查饱和水蒸气表，饱和水的焓h=50.37kJ/kg 于是 根据质量守恒，加湿后加入的水 qm,w=qm,a(d2-d1) =72.91kg/min(510-3-0.0023)kg/kg(干空气
12、) =0.1969kg/min 故 =72.91kg/min(25.0-17.7)kJ/kg(干空气)-0.1969kg/min50.37kJ/kg =522.3kJ/min 即所要求的3个量分别为2=55%，t2=12，=522.3kJ/min$按定相对湿度加湿过程 由2=1和d2确定调湿后的湿空气状态2，定相对湿度的调湿过程用7-11图中的1-2表示。 从h-d图上读得 t2=25.0，h2=38.0kJ/kg(干空气) 此时，qm,a，qm,w和h与定干球温度加湿过程相同，即 qm,a=72.91kg/min，qm,w=0.1969kg/min h=50.37kJ/min 则热流量 Q=
13、qm，a(h2-h1)-qm,wh =72.91kJ/min(38.0-17.7)kJ/kg(干空气)-0.1969kg/min50.37kJ/min =1470.2kJ/min 即所要求的3个量分别为 2=24%，t2=25.0， =1470.2kJ/min$按绝热加湿过程 因绝热加湿过程基本上是一定焓过程，所以由h2=h1和d2确定调湿后的湿空气状态2，则绝热调湿过程线用7-11图中的1-2表示。 从h-d图上读得 t2=4.5， 2=95% 又因是绝热过程，则=0。 14. 表征材料抵抗冲击性能的指标是_，其单位是_。表征材料抵抗冲击性能的指标是_，其单位是_。正确答案：冲击韧性MJm2;冲击韧性,MJm2;15. 求上题的铸铁梁在许可弯矩M作用下横截面上拉应力的合力Nt，压应力合力Nc应为多少? 关键提示：1)纯弯梁横截求上题的铸铁梁在许可弯矩M作用下横截面上拉应力的合力Nt，压应力合力Nc应为多少?关键提示：1)纯弯梁横截面上总轴力N=0；2)可根据已知弯曲正应力用分块法或分段积分法求Nt。Nt=142.4kN16. 基于磁介质观点，用热力学解释超导体临界磁场的存在基于磁介质观点，用热力学解释超导体临界磁场的存在考虑处于均匀外磁场H中的无穷长超导体圆柱，
