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1、2-2.已知的M28,求1的气体常数；2标准状态下的比容和密度；3,时的摩尔容积。解：1的气体常数296.92标准状态下的比容和密度0.81.253,时的摩尔容积64.272-3把CO2压送到容积3m3的储气罐里,起始表压力kPa,终了表压力Mpa,温度由t145增加到t270。试求被压入的CO2的质量。当地大气压B101.325 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的质量压送后储气罐中CO2的质量根据题意容积体积不变；R188.91234压入的CO2的质量5将1、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
2、界的温度增高到27,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41.97kg2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15、压力为0.1MPa的空气3 m3,充入容积8.5 m3的储气罐。设开始时罐的温度和压力与外界相同,问在多长时间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kg压缩机每分钟充入空气量kg所需时间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
3、.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 m3的空气在0.1MPa下占体积为 m3压缩机每分钟可以压缩0.1MPa的空气3 m3,则要压缩59.5 m3的空气需要的时间19.83min28 在一直径为400mm的活塞上置有质量为3000kg的物体,气缸中空气的温度为18,质量为2.12kg。加热后其容积增大为原来的两倍。大气压力B101kPa,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582K2空气的初
4、容积p=30009.8/+101000=335.7kPa0.527 m3空气的终态比容0.5 m3/kg或者0.5 m3/kg3初态密度4 kg /m32 kg /m32-9 解：1氮气质量7.69kg2熔化温度361K214 如果忽略空气中的稀有气体,则可以认为其质量成分为,。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28.86气体常数288容积成分20.9120.979.1标准状态下的比容和密度1.288 kg /m30.776 m3/kg2-15 已知天然气的容积成分,。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
5、。解：1密度16.482各组成气体在标准状态下分压力因为：98.285kPa同理其他成分分压力分别为：略31 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最初20min礼堂中的空气能增加多少？2把礼堂空气和所有的人考虑为一个系统,假设对外界没有传热,系统能变化多少？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因为没有作功故W=0；热量来源于人体散热；能的增加等于人体散热。2.67105kJ1热力系：礼堂中的空气和人。闭口系统根据闭口系统能量方程因为没有作功故W=0；对整个礼堂的空气和人
6、来说没有外来热量,所以能的增加为0。空气温度的升高是人体的散热量由空气吸收,导致的空气能增加。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。过程热量QkJ膨胀功WkJ1-a-210x12-b-1-7-41-c-2x22解：闭口系统。使用闭口系统能量方程对1-a-2和2-b-1组成一个闭口循环,有即107x1+4x1=7 kJ对1-c-2和2-b-1也组成一个闭口循环x272+4x2=5 kJ对过程2-b-1,根据3 kJ3-6 一闭口系统经历了一个由四个过程组成的循环,试填充表
7、中所缺数据。过程QkJWkJEkJ12110001100230100-10034-9500-95045050-50解：同上题3-7解：热力系：1.5kg质量气体闭口系统,状态方程：90kJ由状态方程得1000a*0.2+b200=a*1.2+b解上两式得：a=-800b=1160则功量为900kJ过程中传热量990 kJ38 容积由隔板分成两部分,左边盛有压力为600kPa,温度为27的空气,右边为真空,容积为左边5倍。将隔板抽出后,空气迅速膨胀充满整个容器。试求容器最终压力和温度。设膨胀是在绝热下进行的。解：热力系：左边的空气系统：整个容器为闭口系统过程特征：绝热,自由膨胀根据闭口系统能量方
8、程绝热自由膨胀W0因此U=0对空气可以看作理想气体,其能是温度的单值函数,得根据理想气体状态方程100kPa3-9一个储气罐从压缩空气总管充气,总管压缩空气参数恒定,为500 kPa,25。充气开始时,罐空气参数为100 kPa,25。求充气终了时罐空气的温度。设充气过程是在绝热条件下进行的。解：开口系统特征：绝热充气过程工质：空气理想气体根据开口系统能量方程,忽略动能和未能,同时没有轴功,没有热量传递。没有流出工质m2=0dE=dU=cv2-cv1终态工质为流入的工质和原有工质和m0= mcv2-mcv1mcv2 ucv2- mcv1ucv1=m0h0h0=cpT0ucv2=cvT2ucv1
9、=cvT1mcv1=mcv2 =代入上式整理得=398.3K310供暖用风机连同加热器,把温度为的冷空气加热到温度为,然后送入建筑物的风道,送风量为0.56kg/s,风机轴上的输入功率为1kW,设整个装置与外界绝热。试计算：1风机出口处空气温度；2空气在加热器中的吸热量；3若加热器中有阻力,空气通过它时产生不可逆的摩擦扰动并带来压力降,以上计算结果是否正确？解：开口稳态稳流系统1风机入口为0则出口为1.78空气在加热器中的吸热量138.84kW若加热有阻力,结果1仍正确；但在加热器中的吸热量减少。加热器中,p2减小故吸热减小。311一只0.06m3的罐,与温度为27、压力为7MPa的压缩空气干
10、管相连接,当阀门打开,空气流进罐,压力达到5MPa时,把阀门关闭。这一过程进行很迅速,可认为绝热。储罐的阀门关闭后放置较长时间,最后罐温度回复到室温。问储罐最后压力是多少？解：热力系：充入罐的气体由于对真空罐充气时,是焓变能的过程罐温度回复到室温过程是定容过程3.57MPa312压力为1MPa和温度为200的空气在一主管道中稳定流动。现以一绝热容器用带阀门的管道与它相连,慢慢开启阀门使空气从主管道流入容器。设1容器开始时是真空的；2容器装有一个用弹簧控制的活塞,活塞的位移与施加在活塞上的压力成正比,而活塞上面的空间是真空,假定弹簧的最初长度是自由长度；3容器装在一个活塞,其上有重物,需要1MP
11、a的压力举起它。求每种情况下容器空气的最终温度？解:1同上题662K=3892h=cpT0L=kpT=552K=279同2只是W不同T=473K200313解：对理想气体314解：1理想气体状态方程586K2吸热：2500kJ3-15解：烟气放热等于空气吸热1m3空气吸取1.09 m3的烟气的热267kJ205t2=10+205=2153-16解：代入得：582K309317解：等容过程1.437.5kJ3-18解：定压过程T1=216.2KT2=432.4K能变化：156.3kJ焓变化：218.8 kJ功量交换： 62.05kJ热量交换： =218.35 kJp734-11kg空气在可逆多变
12、过程中吸热40kJ,其容积增大为,压力降低为,设比热为定值,求过程中能的变化、膨胀功、轴功以及焓和熵的变化。解：热力系是1kg空气过程特征：多变过程0.9因为能变化为717.51004.53587.58103J膨胀功：32 103J轴功：28.8 103J焓变：1.4811.2 103J熵变：0.8210342 有1kg空气、初始状态为,进行下列过程：1可逆绝热膨胀到；2不可逆绝热膨胀到,；3可逆等温膨胀到；4可逆多变膨胀到,多变指数；试求上述各过程中的膨胀功及熵的变化,并将各过程的相对位置画在同一图和图上解：热力系1kg空气（1） 膨胀功：111.9103J熵变为0288.3103J116.
13、83195.41030.462103467.1103J189.2K346.44-3具有1kmol空气的闭口系统,其初始容积为1m3,终态容积为10 m3,当初态和终态温度均100时,试计算该闭口系统对外所作的功及熵的变化。该过程为：1可逆定温膨胀；2向真空自由膨胀。解：1定温膨胀功7140kJ19.14kJ/K自由膨胀作功为019.14kJ/K44质量为5kg的氧气,在30温度下定温压缩,容积由3m3变成0.6m3,问该过程中工质吸收或放出多少热量？输入或输出多少功量？能、焓、熵变化各为多少？解：627.2kJ放热627.2kJ因为定温,能变化为0,所以能、焓变化均为0熵变：2.1 kJ/K45为了试验容器的强度,必须使容器壁受到比大气压力高0.1MPa的压力。为此把压力等于大气压力。温度为13的空气充入受试验的容器,然后关闭进气阀并把空气加热。已知大气压力B101.3kPa,试问应将空气
