工程热力学课后题答案.doc

第一篇工程热力学
第一章基本概念
指出下列各物理量中哪些是状态量,哪些是过程量:
答:压力,温度,位能,热能,热量,功量,密度。
指出下列物理量中哪些是强度量:答:体积,速度,比体积,位能,热能,热量,功量,密度。
用水银差压计测量容器中气体的压力,为防止有毒的水银蒸汽产生,在水银柱上加一段水。若水柱高,水银柱高,如图2-26所示。已知大气压力为Hg,试求容器中气体的绝对压力为多少?解:根据压力单位换算
锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量,如图2-27所示。若已知斜管倾角,压力计中使用的煤油,斜管液体长度,当地大气压力,求烟气的绝对压力(用表示)解:

,并在各部装有测压表计,如图2-28所示,其中为压力表,读数为,为真空表,读数为。若当地大气压,求压力表的读数(用表示)
6. 试述按下列三种方式去系统时,系统与外界见换的能量形式是什么。
(1).取水为系统;
(2).取电阻丝、容器和水为系统;
(3).取图中虚线内空间为系统。
答案略。
,起读数为;冷凝器内的蒸汽压力用真空表测量,其读数为。若大气压力为,试求汽轮机进出处和冷凝器内的蒸汽的绝对压力(用表示)
,大气压力,求容器内的绝对压力。若大气压变为,求此时真空表上的读数为多少?
,试完成以下计算:
(1).绝对压力为时的表压力;
(2).真空计上的读数为时气体的绝对压力;
(3).绝对压力为时的相应真空度();
(4).表压力为时的绝对压力()。
(1).;
(2).;
(3).;
(4).。
℃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。
将水在标准大气压下的冰点值℃,以及沸点值℃代入,得
解该二元一次方程组,得:。
从而有
当℃时,有

,满足(为常数),试导出该气体从状态变化到状态时膨胀功的表达式,并在图上定性画出过程线、示出膨胀功。
答案:略
,试导出:
(1).定稳下气体之间的关系;
(2).定压下气体之间的关系;
(3).定容下气体之间的关系。
答案:(1).;(2).;(3). 。
第二章热力学第一定律
,锅炉的蒸汽产量为,输出功率为,全厂耗煤,煤的发热量为。蒸汽在锅炉中吸热量。试求:
(1).该动力厂的热效率;
(2).锅炉的效率(蒸汽总吸热量煤的总发热量)。
解:(1).锅炉中蒸汽吸热量

热效率
(2).锅炉效率


,放热对外做功。为使其返回原状态,对系统加热,问需对系统作功多少?
解:由得

对于返回初态的过程

故需对系统做功。
,同时热力学能增加了。此过程是膨胀过程还是压缩过程?系统与外界交换的功是多少?
答案:此过程为压缩过程;此过程中系统与外界交换的功是。
℃,得到热量,对外做膨胀功。接着又从终态被压缩到初态,热出热量,试求:
(1).[膨胀过程空气热力学能的增量;
(2).压缩过空气热力学能的增量;
(3).压缩过程外界消耗的功。
答案:(1).;(2). ;(3).。
,试填补表中的空缺数据。
过程序号
1
25
-12
-9
2
-8
58
-16
3
17
-13
(8)
21
4
18
-11
7

表中括号内的数为答案。
过程序号
1
25
-12
(-46)
-9
(37)
2
-8
(8)
(74)
58
-16
3
(38)
17
-13
(8)
21
4
18
-11
(-22)
7
(29)

,某封闭系统沿途径由状态变化到,吸入热量,对外做功,试问:
(1).系统从经至,若对外做功,则吸收热量是多少?
(2).系统由经曲线所示过程返回,若外界对系统左贡,吸收热量为多少?
(3).设,那么过程和中系统吸收的热量各为多少?
答案(1).;(2).;
(2).;(4).。
,如图2-31所示。试问:
(1).活塞是否对流体做功?
(2).通过对活塞加压,把流体压力从提高到,热力学能变化多少?焓变化多少?
答案(1).;(2).。
,车速为。在距山脚处开