工程热力学经典例题-第一章_secret

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1、例题１－１　某容器被一刚性壁分成两部分，在容器的不同部位安装有压力计，如图1—2所示，设大气压力为97（１）压力表B，表C的读数分别为75，0.11，试确定压力表A上的读数，及容器两部分内气体的绝对压力。（２）若表C为真空计，读数为24，压力表B的读数为36，试问表A是什么表？读数是多少？解（１）因由上式得则（３）B为压力表知，；又由表C为真空计知，所以，表A一定是真空计。于是则讨论（１）注意的是，不管用什么压力计，测得的都是工质的绝对压力和环境以之间的相对值，而不是工质的真实压力。（２）这个环境压力是指测压计所处的空间压力，可以是大气压力，如题目中的表A，

2、表C。也可以是所在环境的空间压力，如题目中的表B，其环境压力为。例题１－２　定义一种新的线性温度标尺——牛顿温标（单位为牛顿度，符号为），水的冰点和汽点分别是100和200。（１）试导出牛顿温标与热力学温度的关系式。（２）热力学温度为0K时，牛顿温度是多少？解（１）若任意温度在牛顿温标上的读数为，而在热力学温标上的读数为，则（１）当=0时，由上面所得的关系式有例题１－３　有人定义温度作为某热力学性质的对数函数关系，即+已知时，=6；=36试求当和时的值为多少？解　先确定函数关系式中的和。由已知条件解后得则当时，其相应的值为当时，同理可解得=30。例题１－４　

3、铂金丝的电阻在冰点时为10.000，在水的沸点时为14.247，在硫的沸点（446）时为27.887。试求出温度和电阻的关系式中的常数A,B的数值。解　由已知条件可得联立求解以上3式可得10故温度和电阻之间的关系式为讨论例题１－２～１－４是建立温标过程中常遇到的一些实际问题。例题１－２是不同温标之间如何换算型的问题；例题１－３是在建立温标时，当测温性质已定，如何进行分度、刻度型的问题；例题１－４是当用热电偶或铂电阻来测量温度时，如何进行电势与温度或电阻与温度之间的关系式标定型的问题。例题１－５　判断下列过程中哪些是①可逆的；②不可逆的；③可以是可逆的，并扼要

4、说明不可逆的原因。（１）对刚性容器内的水加热，使其在恒温下蒸发。（２）对刚性容器内的水做功，使其在恒温下蒸发。（３）对刚性容器内的空气缓慢加热，使其从50升温到100。解（１）　可以是可逆过程，也可以是不可逆过程，取决于热源温度与水温是否相等。若两者不等，则存在外部的传热不可逆因素，便是不可逆过程。（２）对刚性容器的水做功，只可能是不可逆的，伴有摩擦扰动，因而有内不可逆因素，是不可逆过程。（３）可以是可逆的，也可以是不可逆的，取决于热源温度与空气温度是否随时相等或随时保持无限小的温差。例题１－６　一汽缸活塞装置内的气体由初态=0.3，=缓慢膨胀到=，若过程中

5、压力和体积间的关系为＝常数，试分别求出：（１）1.5；（２）1.0；（３）0时的膨胀功。解　选气缸内的气体为热力系（１）由得则（２）式（１）除1.0外，对所有都是适用的。当1.0时，即=（１）对0时，即=，则在图上，表示3个不同的过程，如图１－３所示，不同的过程分别为，，。相应的膨胀功大小可分别用面积，及来表示。例题１－７　把压力为700，温度为5的空气装于0.5的容器中，加热容器中的空气温度升至115。在这个过程中，空气由一小洞漏出，使压力保持在700，试求热传递量。解　例题１－８　一蒸汽动力厂，锅炉的蒸汽产量，输出功率，全厂耗煤，煤的发热量为。蒸汽在锅炉

6、中的吸热量。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）煤的总发热量为则（２）汽总发热量