工程热力学课后题答(免费).ppt

{t}°F−32{t}°C−0{t}°C+32={t}°C+32 工程热力学第4版****题解工程热力学第4版****题解本题解是沈维道、童钧耕编写高等教育出版社出版的“十一五”国家级规划教材《工程热力学》第4版的配套资料。本题解提供的解法是从教学的角度出发的,未必是唯一的或是最好的,题解中出现的错误恳请读者批评指正。上海交通大学机械与动力工程学院童钧耕 2007/11/22第一章基本概念 1-1英制系统中采用华氏温标,它规定在标准大气压(101325Pa)下纯水的冰点是32°F,汽点是212°F,试推导华氏温度与摄氏温度的换算关系。解: =212−32100−018091005{t}°F= 1-2英制系统中朗肯温度与华氏温度的关系为{T}°R={t}°F+。°R;°R。 (1)导出朗肯温度和开尔文温度的关系式; (2)开尔文温标上绝对零度在朗肯温标上是多少度? 解:(1)若任意温度T在朗肯温标上读数为T(°R)在热力学绝对温标上读数为T(K),=T(°R)− T(K)− − −{T}°R={T}K(2)据上述关系{T}K=0时,{T}°R=0 1p=pb−pv=×10Pa−×= 工程热力学第4版****题解 1-3设一新温标,用符号°N表示温度单位(它的绝对温标是用°Q表示温度单位)。规定纯水的冰点和汽点100°N和1000°N。试求: (1)该新温标与摄氏温标的关系; (2)若该温标的绝对零度与热力学温标零度相同,则该温标读数为0°N时,其绝对温标读数是多少°Q?解:(1)={t}°N−1001000−100{t}°C−0 100−0{t}°N=9{t}°C+100(2){T}°Q={t}°N+C=9{t}°C+100+C=9[{T}K−]+100+C据题意,当{T}K=0时,{T}°Q=0,解得上式中C=,代回原式得{T}°Q={t}°N+{T}°N=0时,T=°Q。 1-4直径为1m的球形刚性容器,,,求: (1)容器内绝对压力为多少Pa; (2)容器表面受力多少N?解:(1)(2) 6A0=4πd2=4××1m2= F=A0Δp=A0(pb−p) 66 1-5用U型压力计测量容器中气体的压力,在水银柱上加一段水,则得水柱高1020mm,水银柱高900mm,如图1-1所示,若当地大气压为755mmHg,求容器中气体的压力(MPa)。 解: p=pe+pb=(1020×)Pa+(900×)Pa+(755×)Pa图1-1 51-6容器中的真空度为pv=600mmHg,气压计上水银柱高度为pb=755mm,求容器中 2′′工程热力学第4版****题解的绝对压力(以MPa表示)。如果容器中的绝对压力不变,而气压计上水银柱高度为 pb′=770mm,求此时真空表上的读数(以mmHg表示)是多少? 解:容器中气体压力低于当地大气压力,故绝对压力 p=pb−pv=(755−600)mmHg=155mmHg=,而大气压力变为pb′=770mmHg。则此时真空表上的读数为 pv=pb−p=(770−155)mmHg=615mmHg 1-7用斜管压力计测量锅炉烟道烟气的真空度(如图1-24)管子 33管中液柱长度l=200mm。当地大气压力pv=745mmHg。求烟气的真空度(以mmH2O表示)及绝对压力(以Pa表示)。图1-2解:倾斜式压力计上读数即烟气的真空度 pv=lsinαρg −33 =mmH2O、1mmHg=,故 pv=80mmH2O烟气绝对压力 p=pb−pv=(745×)mmH2O−80mmH2O 5 1−8压力锅因其内部压力和温度比普通锅高而缩短了蒸煮食物的时间。压力锅的盖子密封良好,蒸汽只能从盖子中间的缝隙逸出,在缝隙的上方有一个可移动的小柱塞,所以只有锅内蒸汽的压力超过了柱塞的压力后蒸汽才能逸出(图1-3)。蒸汽周期性逸出使锅内压力近似可认为恒定,也防止了锅内压力过高产生的危险。若蒸汽逸出时压力锅内压力应达到201kPa, 2图1-3求小柱塞的质量。 解:蒸汽逸出时锅内表压力即为应由柱塞产生的压力,所以 3100×10Pa×4×10m2W=∫∫pdV==×10Pa××ln=×10J