工程热力学答案第4版沈维道童钧耕

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1、工程热力学第4版习题解工程热力学第4版习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32F°，汽点是212F°，试推导华氏温度与摄氏温度的换算关系。{}t−32{}t−0°F°C解：=21232−−100018

2、09{}tt=+{}32=+{}t32°°FC°C10051-2英制系统中朗肯温度与华氏温度的关系为{}Tt=+{}459.67。已知热力学绝对温°°RF标及朗肯温标在纯水冰点的读数分别是273.15K和491.67R°；汽点的读数分别是373.15K和671.67R°。（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），671.67491.67−°T(R)491.67−则=373.15273.1

3、5−−T(K)273.15解得{}TT=1.8{}°RK（2）据上述关系{}T=0时，{}T=0K°R1工程热力学第4版习题解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100N°和1000N°。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0N°时，其绝对温标读数是多少°Q？{}tt−−100{}0°°NC解：（1）=1000100−−1000{}tt=+9{}100°°NC（2）{}TtCt=+{}=++9

4、{}100CT=−9[{}273.15]100++C°°QN°CK据题意，当{}T=0时，{}T=0，解得上式中C=2358.35，代回原式得K°Q{}Tt=+{}2358.35°°QN{}T=0时，T=2358.385°Q。°N1-4直径为1m的球形刚性容器，抽气后真空度为752.5mmHg，若当地大气为0.101MPa，求：（1）容器内绝对压力为多少Pa；（2）容器表面受力多少N？6解：（1）ppp=−=×0.10110Pa752.5mmHg133.3Pa/mmHg−×=691.75Pabv222（2）Ad==

5、4π43.14161m××=12.57m0FApApp=Δ=()−00b266=×12.57m(0.10110Pa-691.75Pa)×=1.26110N×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：ppp=+eb=×+×(10209.81)Pa(900133.3)Pa+×(755133.3)Pa图1-15=×=2.30610Pa0.231MPa1-6容器中的真空度为p=600

6、mmHg，气压计上水银柱高度为p=755mm，求容器中vb2工程热力学第4版习题解的绝对压力（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p′=770mm，求此时真空表上的读数（以mmHg表示）是多少？b解：容器中气体压力低于当地大气压力，故绝对压力ppp=−=−(755600)mmHg=155mmHg=0.0207MPabv若容器中绝对压力不变，而大气压力变为p′=770mmHg。则此时真空表上的读数为bppp′′=−=−(770155)mmHg=615mmHgvb1-7用斜管压力计测量锅炉烟

7、道烟气的真空度（如图1-24）管子33的倾斜角α=°30，压力计中使用密度ρ=×0.810kg/m的煤油，斜管中液柱长度l=200mm。当地大气压力p=745mmHg。求烟气的v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pl=sinαρgv−3332=×20010m0.50.810kg/m××××9.81m/s=×809.81Pa1因1Pa=mmHO、1mmHg=13.595mmHO，故229.81p=80mmHOv2烟气绝对压力ppp=−=×(74513.59

8、5)mmHO80mmHO−bv225==10048.3mmHO0.985710Pa×21−8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