热工基础-课后题及答案

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1、热工基础课后习题参考答案二零一七年，秋78/78第一章热力学第一定律1-1用水银压力计测量容器中的压力，在水银柱上加一段水，若水柱高1020mm，水银柱高900mm，当时大气压力计上的度数为。求容器中气体的压力。解：查表可知：由题中条件可知即容器中气体的压力为0.231MPa。1-2容器中的真空度为，气压计上的高度是，求容器中气体的绝对压力（用Pa表示）。如果容器中的绝对压力不变，而气压计上高度为，求此时真空表的度数（以mmHg表示）.解：因为容器中气体的绝对压力为若以mmHg表示真空度，则则当气压计高度为时，真空表的读数为1-3用斜管压力计测量锅炉烟道

2、气的真空度，管子倾斜角，压力计使用密度的煤油，斜管中液柱长，当地大气压力。求烟气的真空度（）及绝对压力。78/78解：压力计斜管中煤油产生的压力为当地大气压为则烟气的绝对压力为若压力计斜管中煤油产生的压力用mmH2O表示，则烟气的真空度为1-6气体初态为，若在等压条件下缓慢可逆地膨胀到，求气体膨胀所做的功。解：有条件可得气体膨胀所做的功为1-71m3空气，，在可逆定温膨胀后容积为原来的两倍。求：终压p2和气体所做的功（空气可逆定温膨胀时pv=常数）。解：由题意可知,因此有在可逆定温膨胀过程中，设某一时刻的压力为p，则有1-8若系统在某一状态变化过程中满足

3、常数，试问该系统从初态膨胀到时，对外做膨胀功多少？解：设某一时刻的压力为p，则有78/781-10气体在某一过程中吸收热量60J，同时热力学能增加了34J，问此过程是否压缩过程？气体对外做功多少？解：根据热力学第一定律，故有由题意可知，,，因此由于约定工质膨胀做功为正，接受外界压缩功为负，可知此过程为膨胀过程。1-11在冬季，工厂某车间每一小时经过墙壁等处损失热量3000000kJ，车间各工作机器消耗的动力为400kW，假定其最终全部变成热能散发在车间内。另外，室内经常点着50盏100W的电灯。问为使车间内温度保持不变，每小时需另外加入多少热量？解：假设

4、50盏电灯所耗能量最终全部变成热能散发在车间内，则每小时电灯产生的热能为工作机器产生的热能：将车间看做是闭口系，则有1-12水在101235Pa，100℃下定压汽化，比体积由0.001m3/kg增加到1.763m3/kg，若汽化潜能为2250kJ/kg。已知定压汽化过程汽化潜热即为焓差，试求1kg水在定压汽化过程中的热力学能变化量。解：由于水在定压汽化过程中温度保持不变，由焓的定义式可知所以热力学能的变化量为78/781-13某定量工质经历了1-2-3-4-1循环，试填充下表所缺数据：过程1390013902-30395-3953-4-10000-100

5、04-10551-14质量为1275kg的汽车在以60000m/h速度行驶时被刹车制动，速度降至20000m/h，假定刹车过程中0.5kg的刹车带和4kg钢刹车鼓均匀加热，但与外界没有传热，已知刹车带和钢刹车鼓的比热容分别是1.1kJ/（kg•K）和0.46kJ/（kg•K），求刹车带和刹车鼓的温升。解：汽车动能的损耗为由题意可知，汽车动能的损耗将全部转换为刹车带和刹车鼓的热力学能：所以有1-15以压缩空气为工作介质的小型高速汽轮机进气参数400kPa、50℃，经绝热膨胀排出汽轮机时的参数为150kPa、-30℃，问为产生100W的功率所需的质量流量。已

6、知空气的焓仅是温度的函数，h=cpT。解：由题意可知，进出空气的焓差即为汽轮机的功率所以有1-16便携式吹风机以18m/s吹出空气，流量为0.2kg/s，若吹风机前后的空气压力和温度均78/78无显著变化，求吹风机的最小功率。已知空气的焓仅是温度的函数，h=cpT。解：由题意可知，吹风机前后的空气焓差、热力学能差为零，吹风机所做的功全部转换为空气的宏观动能，于是有每秒钟吹风机所做的功为即吹风机的最小功率为1-17空气在压气机中被压缩，压缩前空气的参数是：。压缩后的参数是。设在压缩过程中1kg空气的热力学能增加146.5kJ，同时向外放出热量50kJ。压气

7、机每分钟产生压缩空气1kg。求带动此压气机要用多大功率的电动机？解：由题意可知，压缩1kg空气电动机所做的技术功为于是电动机的功率为1-181kg空气由，膨胀到，过程中空气吸热506kJ，（1）求空气的热力学能变化量及膨胀功；（2）若在与上述相同的初态之间空气仅吸热39.1kJ，求空气在过程中的做功量。假定空气可作为理想气体，其热力学能只是温度的函数。解：（1）由于过程中，空气的温度不变，热力学能只是温度的函数，所以，由热力学第一定律，所以膨胀功为（2）由于初终两态的温度相同，所以，1-19水在绝热容器中与水蒸气混合而被加热，水流入时压力为200kPa，

8、温度为20℃，比焓为84kJ/kg，质量流量为100kg/min。水蒸气流入时的