热力学所有答案.doc

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1、1-2试确定表压力为0.01MPa时U形管压力计中液柱的高度差。（1）U形管中装水，其密度为1000kg/m3；（2）U形管中装酒精，其密度为789kg/m3。解答：1-3用U形管测量容器中气体的压力。在水银柱上加一段水柱（如图1-3）。已侧的水柱高850mm，汞柱高520mm。当时大气压力为755mmHg。问容器中气体的绝对压力为多少MPa？解答：图1-3图1-41-4用斜管压力计测量锅炉烟道中烟气的真空度（如图1-4）。管子的倾角；压力计中使用密度为800kg/m3的煤油；斜管中液柱长度l=200mm。当时大气压力。问烟气的真空度为多少毫米水柱？绝对压力为多少毫米汞柱？解答：1-7从

2、工程单位制热力性质表中查得，水蒸汽在500℃、100at时的比体积和比焓分别为。在国际单位制中，这时水蒸气的压力和比热力学各为多少？解答：1-8摄氏温标取水在标准大气压下的冰点和沸点分别为和，而华氏温标则相应地取为和。试导出华氏温度和摄氏温度之间的换算关系，并求出绝对零度（）所对应的华氏温度。解答：2-2某机器运转时，由于润滑不良产生摩擦热，使质量为150kg的钢制机体在30min内温度升高。试计算摩擦引起的功率损失（已知每千克钢每升高需热量0.461kJ）。解答：2-3气体在某一过程中吸入热量12kJ，同时热力学能增加20kJ。问此过程是膨胀过程还是压缩过程？对外所作的功是多少（不考虑

3、摩擦）？解答：2-4有一闭口系，从状态1经过a变化到状态2（如图2-4），又从状态2经过b回到状态1，再从状态1经过c变化到状态2。在这三个过程中，热量和功的某些值已知（如下表中所列数值），某些值未知（表中空白）。试确定这些未知值。过程热量Q/kJ膨胀功W/kJ1-a-2102-b-1-7-41-c-28过程热量Q/kJ膨胀功W/kJ1-a-21072-b-1-7-41-c-2118图2-42-9有一热机循环，在吸热过程中工质从外界获得热量1800J，在放热过程中向外界放出热量1080J，在压缩过程中外界消耗功700J。试求膨胀过程中工质对外界所作的功。解答：2-10某蒸汽循环12341

4、，各过程中的热量、技术功及焓的变化有的已知（如下表中所列数值），有的未知（表中空白）。试确定这些未知值，并计算循环的净功w0和净热量qo。过程q/(kJ/kg)wt(kJ/kg)/(kJ/kg)1-20-18182-33218032183-401142-11424-1-20940-20943-43-550kg废气75kg空气混合。已知废气的质量分数为空气的质量分数为求混合气体的：（1）质量分数；（2）平均摩尔质量（3）气体常数。解答：3-7定比热容理想气体，进行了1→2、4→3两个定容过程以及1→4、2→3两个定压过程（图3-7）。试证明：证明：图3-73-10空气从300K定压加热到9

5、00K。按理想气体计算每千克空气吸收的热量及熵的变化：（1）按定比热容计算；（2）利用比定压热容经验公式计算；（3）利用热力性质表计算。解答：3-11空气在气缸中由初始状态T1=300K，p1=0.15MPa进行如下过程：（1）定压吸热膨胀，温度升高到480K；（2）先定温膨胀，然后再在定容下使压力增加到0.15MPa，温度升高到480K。试将上述两种过程画在定容图和温熵图中；利用空气的热力性质表计算这两种过程中的膨胀功和热量以及内能和熵的变化，并对计算结果略加讨论。解答：PT2121VS（1）P3T13212VS（2）4-1设有一卡诺热机，工作在温度为1200K和300K的两个恒温热源

6、之间。试问热机每作出1kW·h功需从热源吸取多少热量？向冷源放出多少热量？热机的热效率为若干？解答：q1q2q2q3700℃ATB20℃4-4示意图4-4两台卡诺热机串联工作。A热机工作在700℃和t℃之间；B热机工作在t℃和20℃之间。试计算在下述情况下的t值：（1）两热机输出相同的功；（2）两热机的热效率相同。解答：参见示意图4-5以T1、T2为变量，导出图4-5中a、b所示二循环的热效率的比值，并求T1无限趋大时此比值的极限、若热源温度T1=1000K，冷源温度T2=300K，则循环热效率各为若干？热源每供应100kJ热量，b图所示循环比卡诺循环少多少功？冷源的熵多增加若干？整个孤

7、立系（包括热源、冷源和热机）的熵增加多少？4-73kg空气，温度为20℃，压力为1MPa，向真空作绝热自由膨胀，容积增加了4倍（增为原来的5倍）。求膨胀后的温度、压力及熵增（按定比热容理想气体计算）。解答：5-2温度为750℃、流速为550m/s的空气流，以及温度为20℃、流速为380m/s的空气流，是亚音速气流还是超音速气流？它们的马赫数各为若干？已知空气在750℃时，；在20℃时，。解答：5-4压缩空气在输气管中的压力为0.6M