工程热力学第1章习题答案

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1、第1章基本概念第1章基本概念1-1为了环保，燃煤电站锅炉通常采用负压运行方式。现采用如图1-16所示的斜管式3微压计来测量炉膛内烟气的真空度，已知斜管倾角α=30º，微压计中使用密度ρ=1000kg/m的水，斜管中液柱的长度l=220mm，若当地大气压pb=98.85kPa，则烟气的绝对压力为多少Pa？图1-16习题1-1解：大气压力p==98.85kPa98850Pab3真空度pg==××ραlsin1000kg/m9.81N/kg0.22m0.51079.1Pa×=v烟气的绝对压力ppp=−=98850Pa1079.1Pa−=97770.9Pabv1-2利用U形管水银压力计

2、测量容器中气体的压力时，为了避免水银蒸发，有时需在水银柱上加一段水，如图1-17所示。现测得水银柱高91mm，水柱高20mm，已知当地大气压pb=0.1MPa。求容器内的绝对压力为多少MPa？图1-17习题1-2解：容器内的压力高于大气压力，因此绝对压力p=pp+be表压力p==91mmHg+20mmHO91133.3Pa209.81Pa×+×≈0.0123MPae2大气压力p=0.1MPab容器内的绝对压力ppp=+=0.1MPa0.0123MPa+=0.1123MPabe1-3某容器被一刚性隔板分为两部分，在容器的不同部位安装有压力计，其中压力表B1第1章基本概念放在右侧环

3、境中用来测量左侧气体的压力，如图1-18所示。已知压力表B的读数为80kPa，压力表A的读数0.12MPa，且用气压表测得当地的大气压力为99kPa，试确定表C的读数，及容器内两部分气体的绝对压力（以kPa表示）。如果B为真空表，且读数仍为80kPa，表C的读数又为多少？图1-18习题1-3解：（1）容器左侧（A）的绝对压力ppp=+=99kPa120kPa+=219kPaAbe,A压力表B的读数为容器左侧（A）的绝对压力p和容器右侧（C）的绝对压力p之差，AC因此p=−pp，得ppp=−=219kPa80kPa139kPa−=eB,ACCeA,B同时p=+pp，可得压力表C的

4、读数为p=139kPa99kPa−=40kPaCbe,CeC,（2）如果表B为真空表，则p=pp−，得p=299kPa，因此压力表C的读数vB,CAC为p=200kPaeC,1-4如图1-19所示，容器A放在B中，用U形管水银压力计测量容器B的压力，压力计的读数为L=20cm，测量容器A的压力表读数为0.5MPa，已知当地大气压力pb=0.1MPa，试求容器A和B的绝对压力。图1-19习题1-46解：容器B的绝对压力ppp=+=×0.110Pa200133.3Pa+×≈0.127MPaBbe,B测容器A压力表的读数p为容器A的绝对压力p和容器B的绝对压力p之差，因eA,AB此p

5、=−pp，得容器A的绝对压力p=0.5MPa0.127MPa+=0.627MPaeA,ABA1-5凝汽器的真空度为710mmHg，气压计的读数为750mmHg，求凝汽器内的绝对压2第1章基本概念力为多少kPa？若凝汽器内的绝对压力不变，大气压力变为760mmHg，此时真空表的读数有变化吗？若有，变为多少？解：凝汽器内的绝对压力ppp=−=750mmHg710mmHg−=40mmHg=5.332kPabv凝汽器中的绝对压力保持不变，大气压力变化时，真空表读数有变化，真空表读数变为ppp=−=760mmHg40mmHg−=720mmHgvb1-6在英、美等国在日常生活和工程技术上还

6、经常使用华氏温标(英制单位)tF.。.在1标准大气压下，水结冰的华氏温度为32℉，水沸腾的温度为212℉。（1）求华氏温度和摄氏温度之间的关系。（2）某人测得自己的体温为100℉，那么该人的体温为多少℃？{t}o−0{t}−329CF解：（1）华氏温度和摄氏温度满足关系式=，得{}tt=+{}o32FC1000−21232−5（2）由华氏温度和摄氏温度关系式，得此人体温为37.8℃。1-7设水银温度计浸在冰水中时，水银柱的长度为2.0cm；浸在100℃的沸水中时，水银柱的长度为16.0cm，问：（1）在室温为20.0℃时，水银柱的长度是多少？（2）当温度计浸在某种沸腾的化学溶液

7、中时，水银柱的长度为18cm，试求化学溶液的温度。lt−20−7解：水银柱长度和温度之间满足线性关系式=，得{}lt={}o+2cmC162−1000−50（1）室温为20℃时，水银柱的长度为4.8cm（2）水银柱长度为18cm时，化学溶液的温度为114.3℃331-8气体初始状态为p1=0.4MPa，V1=1.5m，气体经过可逆定压过程膨胀到V2=5m，求气体膨胀所作的功。2636解：气体膨胀所作功W==−pdVpV()V=0.410Pa××()51.5m−=1.410J×∫21131-9