工程热力学课后答案

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1、工程热力学课后答案-----------------------Page1-----------------------2-2.已知的M＝28，求（1）的气体常数；（2）标准状态下的比容和密度；（3），N2N2N2p0.1MPat500℃时的摩尔容积Mv。解：（1）的气体常数N2R8314R0＝296.9J/(kg·K)M28（2）标准状态下的比容和密度N2RT296.9´2733v＝0.8m/kgp10132513r＝1.25kg/mv（3）p0.1MPa，t500℃时的摩尔容积MvRTMv＝0＝64.27m3/kmolp2-3．把CO2压送到容积

2、3m3的储气罐里，起始表压力pg130kPa，终了表压力pg20.3Mpa，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。试求被压入的CO2的质量。当地大气压B＝101.325kPa。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p1v1m1RT1压送后储气罐中CO2的质量p2v2m2RT2根据题意容积体积不变；R＝188.9p1pg1+B（1）p2pg2+B（2）T1t1+273（3）T2t2+273（4）压入的CO2的质量vp2p1mm1-m2(-)（5）RT2T1-----------------------Page2------

3、-----------------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300m3的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到399.3kPa，而鼓风机每小时的送风量仍为300m，问鼓风机送风量的质量改变多少？解：同上题vp2p130099.3101.325mm1-m2(-)(-)´1000＝41.97kgRT2T1287300273332-6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3m，充入容积8.5m的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在

4、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p2v27´105´8.5m2kgRT2287´288压缩机每分钟充入空气量pv1´105´3mkgRT287´288所需时间m2t19.83minm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、8.5m3的空气在0.1MPa下占体积为多少的问题。根据等温状态方程pvconst0.7MPa、8.5m3的

5、空气在0.1MPa下占体积为V1p2V20.7´8.559.5m3P10.1压缩机每分钟可以压缩0.1MPa的空气3m3，则要压缩59.5m3的空气需要的时间59.5t19.83min32－8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。-----------------------Page3-

6、----------------------（1）空气终态温度V2T2T1582KV1（2）空气的初容积2p=3000×9.8/(πr)+101000=335.7kPamRT1V10.527m3p空气的终态比容V22V1v23＝0.5m/kgmm或者RT23v20.5m/kgp（3）初态密度m2.12r1＝4kg/m3V10.5271r22kg/m3v22-9解：（1）氮气质量pv13.7´106´0.05m＝7.69kgRT296.8´300（2）熔化温度pv16.5´106´0.05T＝361KmR7.69´296.82－14如果忽略空气中的稀有

7、气体，则可以认为其质量成分为go223.2%，gN276.8%。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11M＝28.86gi0.2320.768å+M3228i气体常数R8314R0＝288J/(kg·K)M28.86容积成分-----------------------Page4-----------------------rgM/Mo＝20.9％o2o22r1－20.9％＝79.1％N2标准状态下的比容和密度M28.863r＝1.288kg/m22.422.413v＝0.776m/kgr2-15已知天然

8、气的容积成分r97%，r0.6%，r0.18%，r0.18%，CH4CHCHC4H102638rCO20.2