工程热力学课后习题答案

《工程热力学课后习题答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、2-2.已知N的M＝28，求（1）N的气体常数；（2）标准状态下N的比容和密度；（3）p=0.1MPa，222t=500℃时的摩尔容积Mv。解：（1）N的气体常数2R08314R==＝296.9J/(kg•K)M28（2）标准状态下N的比容和密度2RT296.9×2733v==＝0.8m/kgp10132513ρ=＝1.25kg/mv（3）p=0.1MPa，t=500℃时的摩尔容积MvR0T3Mv＝＝64.27m/kmolp2-3．把CO32压送到容积3m的储气罐里，起始表压力p=30kPa，终了表压力p=0.3Mpa，温度g1g2由t1＝45℃增加到t2＝70℃

2、。试求被压入的CO2的质量。当地大气压B＝101.325kPa。解：热力系：储气罐。应用理想气体状态方程。压送前储气罐中CO2的质量p1v1m1=RT1压送后储气罐中CO2的质量p2v2m2=RT2根据题意容积体积不变；R＝188.9p1=p+B（1）g1p2=p+B（2）g2T1=t1+273（3）T2=t2+273（4）压入的CO2的质量vp2p1m=m1−m2=(−)（5）RT2T1将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300m3的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到99.3kPa

3、，而鼓风机每小时的送风量仍为300m3，问鼓风机送风量的质量改变多少？解：同上题vp2p130099.3101.325m=m1−m2=(−)=(−)×1000＝41.97kgRT2T12873002732-6空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为0.1MPa的空气3m3，充入容积8.5m3的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力提高到0.7MPa？设充气过程中气罐内温度不变。解：热力系：储气罐。使用理想气体状态方程。第一种解法：首先求终态时需要充入的空气质量5p2v27×10×8.5m2==kgRT2287

4、×288压缩机每分钟充入空气量5pv1×10×3m==kgRT287×288所需时间m2t==19.83minm第二种解法将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为0.1MPa一定量的空气压缩为0.7MPa的空气；或者说0.7MPa、8.5m3的空气在0.1MPa下占体积为多少的问题。根据等温状态方程pv=const0.7MPa、8.5m3的空气在0.1MPa下占体积为p2V20.7×8.5V1===59.53mP10.1压缩机每分钟可以压缩0.1MPa的空气3m3，则要压缩59.5m3的空气需要的时间59.5τ==19.83min32－8在一直径为400m

5、m的活塞上置有质量为3000kg的物体，气缸中空气的温度为18℃，质量为2.12kg。加热后其容积增大为原来的两倍。大气压力B＝101kPa，问：（1）气缸中空气的终温是多少？（2）终态的比容是多少？（3）初态和终态的密度各是多少？解：热力系：气缸和活塞构成的区间。使用理想气体状态方程。（1）空气终态温度V2T2=T1=582KV1（2）空气的初容积p=3000×9.8/(πr2)+101000=335.7kPamRT1V1==30.527mp空气的终态比容V22V1v2==＝0.5m3/kgmm或者RT2v2==0.5m3/kgp（3）初态密度m2.12ρ1==

6、3＝4kg/mV10.5271ρ2==2kg/m3v22-9解：（1）氮气质量6pv13.7×10×0.05m==＝7.69kgRT296.8×300（2）熔化温度6pv16.5×10×0.05T==＝361KmR7.69×296.82－14如果忽略空气中的稀有气体，则可以认为其质量成分为go=23.2%，g=76.8%。试求2N2空气的折合分子量、气体常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度。解：折合分子量11M==＝28.86g0.2320.768i∑+M3228i气体常数R08314R==＝288J/(kg•K)M28.86容积成分r=gM/Mo＝20.9％

7、o2o22r=1－20.9％＝79.1％N2标准状态下的比容和密度M28.86ρ==3＝1.288kg/m22.422.41v=＝0.776m3/kgρ2-15已知天然气的容积成分r=97%，r=0.6%，r=0.18%，r=0.18%，CH4C2H6C3H8C4H10r=0.2%，r=1.83%。试求：CO2N2（1）天然气在标准状态下的密度；（2）各组成气体在标准状态下的分压力。解：（1）密度M=∑rM=(97×16+0.6×30+0.18×44+0.18×58+0.2×44+1.83×28)/100ii＝16.48M16.483ρ===0.736kg/m02

8、2.422