热工基础（第二版）课后习题答案

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1、第一章思考题1・平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？答：平衡状态是在不受外界影响的条件卜，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，血稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数來进行描述。2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数町能变化

2、，因为测量所处的坏境压力町能发牛变化。3.当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？答：真空表指示数值愈人时，表明被测对象的实际压力愈小。4.准平衡过程与可逆过程有何区别？答：无耗散的准平衡过程才是町逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不—•定是可逆过程。5.不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？答：不正确。不可逆过程是指不论川任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况卜使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。6.没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因

3、？答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。7.用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？答：严格说來是冇影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越人。1-1解:ph=755X133.3XIO-5=1.006bar=W0.6kPa1.p=ph+pK=100.6+13600=13700.6如1.Pg=p—ph=2.5一1.006=1A94har

4、=49AkPa1-2图表示常用的斜管式微压计的工作原理。由于冇引风机的抽吸，锅炉设备的烟道中的压力将略低于大气压力。如果微压机的斜管倾斜角cz=30°,管内水解：根据微压计原理，烟道屮的压力应等于环境压力和水林压力Z差p水H=Qg"sina=1000x9.8x200x103x0.5=980Pa=7.35mmHgp=Pb—〃水朴=756一7.35=748.65mm/7g1-3解：p、=ph+pa=0.97+1.10=l.OlbarP2=P~Pb=2.07-1.05=0.32/?6frpc=ph-p2=0.97一0.32=0.65bar

5、1-4解：〃真空室=几一O汞柱=760-745=15mmHg=2"a□=p真空室+几=2+360=362kPap2=P{-Pb=362-170=192kPaPc—Pb~P真空室=192-2二19°kPaF=(ph-眞空室)A=745x133.3x^-xttx0.452=5.8kN1-4解：p=Pb+。水柱+/?汞村：=760+30°x9.81/133.3+800=1582加加Hg=2.1bar1-5解：由于压缩过程是定压的，所以有VV=[:pdV=p(V,-V2)=0.5xl06x(0.8-0.4)=200KJ1-6解：改过程系统对

6、外作的功为fO.5f0.5DjV13p.y.13W=IpdV=I=-rir^(y-o.3_v-0.3)=8525VJo.31Jo・3V30.31-7解：由于空气压力正比于气球的直径，所以可设p=cD,式中c为常数，D为气球的直径，由题中给定的初始条件,可以得到:该过程空气对外所作的功为D3dD=-7rc(D^-D^)8严“入12Iw=£pdv=£'cDd(-7TD3)=-ttc=-7rx5000000x(0.44-0.34)=34.36R81-8解：(1)气体所作的功为：W=00.24V+0.04)xl06dV=1.76xl04J（2）

7、摩擦力所消耗的功为:W摩擦力=/A厶二詈x(0.3-0.1)=1000J所以减去摩擦力消耗的功后活塞所作的功为:叫尸“一％擦力F66X10T摩擦力解：由于假设气球的初始体积为零，则气球在充气过程中，内外压力始终保持和等,恒等于大气压力0.09MPa,所以气体对外所作的功为：W=pV=0.09x106x2=1.8x105J1-11解：确定为了将气球充到2n?的体积，贮气罐内原有压力至少应为（此时贮气罐的压力等于气球小的压力，同时等于外界大气压Pi必（％+2）_#2（X+2）_0.9xl05x（2+2）“a"甩匕前两种悄况能使气球充到2m

8、3W=p/?AV=O.9xlO5x2=L8xlO5J情况三:%+贮气罐=出泄池二册=3.333莎Pb所以气球只能被充到V气球=3.333—2=1.333莎的大小，故气体对外作的功为:W=0.9xl05xl.