合工大热工基础课后重点习题(老师).doc

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1、1-1解:(1)P=Pe+Pb=13.6xl06+755x133.3pa=13.7Mpa=13.7xl04kpa(2)Pe=P~Ph=2.5x10、-755x133.3pa=1.5bar(3)P=Pb-Pv=755一700mmHg=55mmHg=7.33kpa(4)pv=ph-p=755x133.3pa-0.5xl05=0.5bar一气球直径为0.3m,球内充满压力为150kpa的空气。由于加热，气球直径可逆地增大到04n已知空气压力正比于气球直径而变化，求该过程空气所作功。解：设气球直径为X,则p-kxz15QkPak=^r=500kPei/m20.4w=jpdV=500

2、xd/2)3]=3.43kJ10.31-9解:W=f/0.24V+0.04)x106dV=1.76x104J=17.6kJ2-4求过程a-d-b中工质与外界交换的热量。当工质件曲线从b返回n时，外界年系统做功30kj,求此过程中工质与外界交换的热量；如果

3、S’=OkJ,5=40kJ求过程a-d>d-b与外界交换的热量。"分析：本题涉及的知识点就是热一律的闭口形式以及热力学能是状态量与过程无关，热量是过稈量与过程有关能的差值过程a-d-b交换的热暈解(1)由题设过程a-c-b的吸热和作功可以求得ab状态热力学AUah=Q-W=lOOkJ—40kJ=60kJQm二叫+也宀二60k

4、J+20kJ=80kJ(2)b〜a过程,=△%+矽;〜&=-60kJ-30kJ=-90kJ■(3)过程a

5、+W二呼二98J换热量活塞上升的距离为5cm,过程中吸热为98J例题：空气在某压气机中被压缩。压缩前空气的参数为px=0.1MPa5V!=0.9m3/kg压缩后的参数是p2=0.8MPa,v2=0.2m'/kg假定在压缩过程中，每千克空气的热力学能增加146kJ,同时向外放出热量50kJ,压气机每秒钟生产压缩空气10kg。试求：(1)压缩过程中对每千克空气所做的功；(2)每生产1千克的压缩气体所需的功；(3)带动此压气机至少要多大功率的电动机？解(1)压缩过程进、排气阀们关闭。取气缸中气体为系统，如图(a)所示，热力系为闭口系。由闭口系能量方程q=Az/+wu^-A/=-5&

6、-146=-196(k(2)压缩空气的生产过程可视为气体连续进入气缸、受压缩后又连续排岀的稳定流动过程。因此以气体进出口、气缸内壁及活塞左端面所围空间为热力系，如图(b)所示，可认为是开口系的稳定流动系统。g=△/?+WrIir,=^-A/?=w-(p2v2-d)=一196一(0.8x0.2一0.1x0.9)x10=一266(kJ/kg)能量方程为进岀口动能差，势能差可忽略不计，则压缩机所需输入的轴功=St(3)功率266(kJ/kg)P-qmxw5=lOx266=2660(kW)2-11图2燃气轮机装置(1)将整个燃气轮机组取为开口系，工质经稳定流动过程，当忽略动、位能的变

7、化时，整个系统能量平衡式为电能输出Q=H6—（H+HJ+P即(2)由能量平衡式带入数据可得g加7?=（%1+%7）力6—（q祕人+%7%）+pP=弘7?S+弘7）力6+（讪+弘7為）二[700kg/hX41800kJ/kg一（50t/hxlOOOkg/t+700kg/h）x418kJ/kg+（50t/hx1OOOkg/tx12kJ/kg+700kg/hx42kJ/kg）]x（lh/3600s）=2416kW3・2解(1)筒内温度厶=Ix5.=366K(2)因加热而失掉的空气PY7xl05x0.027^n^；Jm=―-—==0.225kg7?g7]287x293",p.V8.

8、4xl05x0.027…厂m=—2—==0.216kgR王287x293Am=0.009kgA/7=0.3lmol一287x3663-3解(1)求平衡时的温度(°C)取整个汽缸为系统。因为绝热Q=0；因为刚性容器W=0由热力学第一定律Q=AU+W得AL7=0mj=mj八卜5=0堺30°C^acv⑺一乙)+叫“①一心1)■厶=303K(3)平衡时的压力(MPa)I=（他+叫）傀E=0]85MPaP=弘7?S+弘7）力6+（讪+弘7為）二[700kg/hX41800kJ/kg一（50t/hxlOOOkg/t