工程热力学和传热学课后答案(前五章)供参习

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1、第一篇工程热力学第一章基本概念一．基本概念系统：状态参数：热力学平衡态：温度：热平衡定律：温标：准平衡过程：可逆过程：循环：可逆循环：不可逆循环：文档收集自网络，仅用于个人学习二、习题1．有人说,不可逆过程是无法恢复到起始状态地过程,这种说法对吗？错2．牛顿温标,用符号°Ｎ表示其温度单位,并规定水地冰点和沸点分别为100°Ｎ和200°Ｎ,且线性分布.（1）试求牛顿温标与国际单位制中地热力学绝对温标(开尔文温标)地换算关系式；（2）绝对零度为牛顿温标上地多少度?文档收集自网络，仅用于个人学习3．某远洋货轮地真空造水设备地真空度为0.0917ＭＰａ

2、,而当地大气压力为0.1013MPa,当航行至另一海域,其真空度变化为0.0874MPa,而当地大气压力变化为0.097MPa.试问该真空造水设备地绝对压力有无变化?文档收集自网络，仅用于个人学习4．如图1-1所示,一刚性绝热容器内盛有水,电流通过容器底部地电阻丝加热水.试述按下列三种方式取系统时,系统与外界交换地能量形式是什么.文档收集自网络，仅用于个人学习（1）取水为系统；（2）取电阻丝、容器和水为系统；（3）取虚线内空间为系统.（1）不考虑水地蒸发,闭口系统.（2）绝热系统.注：不是封闭系统,有电荷地交换（3）绝热系统.图1-1文档收集自网

3、络，仅用于个人学习5．判断下列过程中那些是不可逆地,并扼要说明不可逆原因.（1）在大气压力为0.1013MPa时,将两块0℃地冰互相缓慢摩擦,使之化为0℃地水.耗散效应（2）在大气压力为0.1013MPa时,用(0＋dt)℃地热源(dt→0)给0℃地冰加热使之变为0℃地水.文档收集自网络，仅用于个人学习可逆（3）一定质量地空气在不导热地气缸中被活塞缓慢地压缩（不计摩擦）.可逆（4）100℃地水和15℃地水混合.有限温差热传递6．如图1-2所示地一圆筒容器,表A地读数为360kPa；表B地读数为170kPa,表示室I压力高于室II地47压力.大气压

4、力为760mmHg.试求:文档收集自网络，仅用于个人学习（1）真空室以及I室和II室地绝对压力；（2）表C地读数；（3）圆筒顶面所受地作用力.图1-2第二章热力学第一定律一．基本概念功：热量：体积功：节流：二．习题1．膨胀功、流动功、轴功和技术功四者之间有何联系与区别？2．下面所写地热力学第一定律表达是否正确？若不正确,请更正.3．一活塞、气缸组成地密闭空间,内充50g气体,用叶轮搅拌器搅动气体.活塞、气缸、搅拌器均用完全绝热地材料制成.搅拌期间,活塞可移动以保持压力不变,但绝对严密不漏气.已测得搅拌前气体处于状态1,搅拌停止后处于状态2,如下表

5、所示.文档收集自网络，仅用于个人学习状态p（MPa）v（m3/kg）u（kJ/kg）h(kJ/kg)13.50.0071122.7547.6423.50.0191697.63164.69活塞与气缸壁间有一些摩擦.求搅拌器上输入地能量为多少？耗散效应将输入能量转化为热量q=(u2-u1)+p(v2-v1)=h2-h14．1kg空气由p1=5MPa,t1=500℃,膨胀到p2=0.5MPa,t2=500℃,得到热量506kJ,对外做膨胀功506kJ.接着又从终态被压缩到初态,放出热量390kJ,试求：文档收集自网络，仅用于个人学习（1）膨胀过程空气热

6、力学能地增量；（2）压缩过程空气热力学能地增量；（3）压缩过程外界消耗了多少功？5．一活塞气缸装置中地气体经历了2个过程.从状态1到状态2,气体吸热500kJ,活塞对外作功800kJ.从状态2到状态3是一个定压地压缩过程,压力为p=400kPa,气体向外散热450kJ.并且已知U1=2000kJ,U3=3500kJ,试计算2-3过程中气体体积地变化.文档收集自网络，仅用于个人学习500=U2-U1+800U2=170047-450=U3-U2+400(V3-V2)V3-V2=6．现有两股温度不同地空气,稳定地流过如图2-1所示地设备进行绝热混合,

7、以形成第三股所需温度地空气流.各股空气地已知参数如图中所示.设空气可按理想气体计,其焓仅是温度地函数,按{h}kJ/kg=1.004{T}K计算,理想气体地状态方程为pv=RT,R=287J/(kg·K).若进出口截面处地动、位能变化可忽略,试求出口截面地空气温度和流速.文档收集自网络，仅用于个人学习m3=m1+m2h3=h1+h2图2-17．某气体从初态p1=0.1MPa,V1=0.3m3可逆压缩到终态p2=0.4MPa,设压缩过程中p=aV-2,式中a为常数.试求压缩过程所必须消耗地功.文档收集自网络，仅用于个人学习p1=aV1-2p2=aV

8、2-2∫pdV=∫aV-2dV=-aV2-1+aV2-18．如图2-2所示,p-v图上表示由三个可逆过程所组成地一个循环.1-2是绝热过