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1、工程热力学第五版思考题答案【篇一：工程热力学课后作业答案第五版（全）】kpa。 （2）标准状n2的气体常数; 态下n2的比容和密度；（3）p?0.1mpa，t?500解：热力系：储气罐。应用理想气体状态方程。压送前储气罐中co2的质量m1?plvlrtlC时的摩尔容积mv。解：（1） n2的气体常数r?r0m?831428=2969j/(kg?k)压送后储气罐中co2的质量m2?p2v2rt2(2)标准状态下n2的比容和密度v?rtp?296.9?273101325根据题意容积体积不变；r=188.9=0.8m3/kgp1?pg1?b p2?pg2?b(1) (2) (3) (4)?1v=1.
2、25kg/m3(3) p?0.1mpa, t?500C时的摩尔容积 mv mv =r0tpt1?t1?273 t2?t2?273=64.27m3/kmol压入的co2的质量 m?m1?m2?vp2p1 rt2t1(5)2-3.把co2压送到容积3m3将（1）、（3）、代入（5）式得m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m3的1的储气罐里，起始表压力pg1?30kpa，终了表压力pg2?0.3mpa，温度由 t1=45C增加到t2=70C。试求被压入的co2的质量。当地大气凹1=1空气，如外界的温度增高到27C,大气压降低到99.3kpa，而鼓风 机每小时的送风量
3、仍为300 m，问鼓风机送风量的质量改变多少?解：同上题 m?m1?m2?3气质量m2?p2v2rt2?7?105?8.5287?288kg压缩机每分钟充入空气量m?pvrt?1?105?3287?288kg所需时间vp2p130099.3101.325m219.83min ?1000(?)?(?rt2t1287300273m=41.97kg2-6空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15C、压力为0.1mpa的 空气3 m3,充入容积85 m3的储气罐内。设开始时罐内的温度和 压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力 提高到07mpa?设充气过程中气罐内温度不变。解：热力系：储气
4、 罐。使用理想气体状态方程。第一种解法：首先求终态时需要充入的空2第二种解法将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为0.1mpa 一 定量的空气压缩为0.7mpa的空气；或者说0.7mpa、8.5 m3的空气 在0.1mpa下占体积为多少的问题。根据等温状态方程pv?const0.7mpa、8.5 m3的空气在0.1mpa下占体积为 v1?p2v2p1?07?8501?59.5m3压缩机每分钟可以压缩0.1mpa的空气3 m3,压缩59.5 m3的空气 需要的时间?5953?19.83min空气的终态比容v2?v2m?2v1m=0.5 m3/kg匹1=12-8在一直径为400mm的活塞
5、上置有质量为3000kg的物体，气 缸中空气的温度为18C,质量为2.12kg。加热后其容积增大为原来 的两倍。大气压力b=101kpa，问:(1)气缸中空气的终温是多少?(2)终态的比容是多少？(3)初态和终态的密度各是多少？ 解：热力系：气缸和活塞构成的区间。使用理想气体状态方程。(1)空气终态温度t2?v2v1t1?582k或者v2?rt2p?0.5 m3/kg(3)初态密度?1?2?mv11v2?2120527=4 kg /m33?2 kg /m2-9解:(1)氮气质量m?pvrt?13.7?106?0.05296.8?300=7.69kg(2)熔化温度t?pvmr?165?106?0
6、05769?2968=361kgo2?23.2%(2)空气的初容积p=30002,gn2?76.8%。试求空气的折合r)+101000=335.7kpav1?分子量、气体常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度。3mrt1p?0527 m3解：折合分子量m? 11?gi02320768?m 3228i解:(1)密度=m?rimi?(97?16?06?30?018?44?018?58?0.=16.48?0?m224?1648224?0736kg/m328-86气体常数r?r0m?83142886=288j/（kg?k）（2）各组成气体在标准状态下分压力因为：pi?rip容积成分ro2?go2m/
7、mo2=20.9% rn2?1一209%=791% pch4?97%*101325?98285kpa标准状态下的比容和密度?v?同理其他成分分压力分别为：（略）3-1安静状态下的人对环境的散热量大约为400kj/h，假设能容纳 2000人的大礼堂的通风系统坏了：（ 1）在通风系统出现故障后的匹1=1最初20min内礼堂中的空气内能增加多少？（2）把礼堂空气和所有 的人考虑为一个系m2241 ?2886224=1288 kg /m 3=0.776 m3/kg2-15已知天然气的容积成分rch4?97%,rc2h6?0.6%，9rc3h8?0.18%9rc4h10?0.18%rco2?0.2%,
8、rn2?1.83%。试求：（1）天然气在标准状态下的密度；（2）各组成气体在标准状态下的分压力。统，假设对外界没有传热，系统内能变化多少？如何解释空气温度 的升高。解：（1）热力系：礼堂中的空气。闭口系统根据闭口系统能量方程q?u?w空气温度的升高是人体的散热量由空气吸收，导致的空气内能增加。 35,有一闭口系统，从状态1经a变化到状态2,如图，又从状 态2经b回到状态1；再从状态1经过c变化到状态2。在这个过程 中，热量和功的某些值已知，如表，试确定未知量。1=1因为没有作功故w=0；热量来源于人体散热；内能的增加等于人体 散热。q?2000?400?20/60105kj（1）热力系：礼堂中
9、的空气和人。闭口系统 根据闭口系统能量方程q?u?w5匹1=1因为没有作功故w=0；对整个礼堂的空气和人来说没有外来热量， 所以内能的增加为0。【篇二：工程热力学（第五版）课后习题答案（全章节）廉乐明谭羽非等编】txtT程热力学（第五版）廉乐明谭羽非等编中国建筑工业出版社第二章气体的热力性质2-2.已知n2的m=28，求(1) n2的气体常数；np?01mpa,(2)标准状态下2的比容和密度；(3) t?500C时的摩尔容积mv。解:(1) n2的气体常数r?r0m?831428=296.9j/(kg?k)(2)标准状态下n2的比容和密度v?rtp?296.9?273101325=08m/kg
10、3?1v=125kg/mp?0.1mpa, t?500C时的摩尔容积mvr0t3(3) 3mv =p=64.27m/kmol2-3.把co2压送到容积3m3的储气罐里，起始表压力pg1?30kpa, 终了表压力pg2?0.3mpa，温度由t1=45C增加到t2=70C。试求 被压入的co2的质量。当地大气压b=101.325 kpa。解：热力系： 储气罐。应用理想气体状态方程。压送前储气罐中co2的质量m1?p1v1rt1 p2v2rt2压送后储气罐中co2的质量m2?根据题意容积体积不变；r=188.9p1?pg1?bp2?pg2?b(1) (2) (3) (4) t1?t1?273 t2?
11、t2?273压入的co2的质量 m?m1?m2?v rt2(p2?)t1 (5) p1将(1)、(2)、(3)、(4)代入(5)式得m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m3的空气， 如外界的温度增高到27C,大气压降低到99.3kpa，而鼓风机每小 时的送风量仍为300 m3，问鼓风机送风量的质量改变多少？ 解：同上题 m?m1?m2?vrt2(p2?p1t1)?300287(99.3300?101.325273)?1000=41.97kg2-6空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15C、压力为0.1mpa的 空气3 m3,充入容积8.5 m3的储气罐内。设开始时
12、罐内的温度和 压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力 提高到0.7mpa ?设充气过程中气罐内温度不变。解：热力系：储气罐。使用理想气体状态方程。第一种解法：首先求终态时需要充入的空气质量m2?p2v2rt2?7?10?8.5287?288kg 5压缩机每分钟充入空气量m?pvrt?1?10?3287?288kg 5所需时间t?m2m?19.83min第二种解法将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为0.1mpa 一 定量的空气压缩为0.7mpa的空气；或者说0.7mpa、8.5 m3的空气 在0.1mpa下占体积为多少的问题。根据等温状态方程0.7mpa、8.5
13、m3的空气在0.1mpa下占体积为pv?const v1?p2v2 p1?07?85 0.1?59.5 m3，则59.5 m3的空气需要的时间压缩机每分钟可以压缩0.1mpa的 空气3 m3?59.53?19.83min 28在一直径为400mm的活塞上置有质量为3000kg的物体，气匹1=1缸中空气的温度为18C,质量为2.12kg。加热后其容积增大为原来 的两倍。大气压力b=101kpa，问:(1)气缸中空气的终温是多少?(2)终态的比容是多少？(3)初态和终态的密度各是多少?解：热力系：气缸和活塞构成的区间。使用理想气体状态方程。(1)空气终态温度t2?v2 v1t1?582k(2)空气
14、的初容积 v1?mrt1p?0.527 m3 空气的终态比容 v2?或者 v2m?2v1m=05 m3/kg v2?rt2p?0.5 m3/kg(3)初态密度?1?m v1 1 v2?2120527=4 kg /m3 ?2?2-9 ?2 kg /m3m?pvrt?13.7?10?0.05296.8?300=7.69kg 6(2)熔化温度t?pvmr?16.5?10?0.057.69?296.8=361k 6214如果忽略空气中的稀有气体，则可以认为其质量成分为 go2?23.2%, gn2?76.8%。试求空气的折合分子量、气体常数、容 积成分及在标准状态下的比容和密度。解：折合分子量m?1?气体常数 gimi?1023232?076828=2886r?r0m?831428.86=288j/(kg?k)容积成分ro2?go2m/mo2rn2?=209% 1一209%=791 %标准状态下的比容和密度?m2241?28.8622.4=1.288 kg /m3 v?
