工程热力学课后题研讨.doc

习题及部分解答 第一篇 工程热力学 第一章 基本概念 指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量： 答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。 指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，密度。 用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段水。若水柱高，水银柱高，如图2-26所示。已知大气压力为Hg，试求容器中气体的绝对压力为多少？解：根据压力单位换算 锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角，压力计中使用的煤油，斜管液体长度，当地大气压力，求烟气的绝对压力（用表示）解： 5.一容器被刚性壁分成两部分，并在各部装有测压表计，如图2-28所示，其中为压力表，读数为，为真空表，读数为。若当地大气压，求压力表的读数（用表示） 6. 试述按下列三种方式去系统时，系统与外界见换的能量形式是什么。 （1）.取水为系统； （2）.取电阻丝、容器和水为系统； （3）.取图中虚线内空间为系统。 答案略。 7.某电厂汽轮机进出处的蒸汽用压力表测量，起读数为；冷凝器内的蒸汽压力用真空表测量，其读数为。若大气压力为，试求汽轮机进出处和冷凝器内的蒸汽的绝对压力（用表示） 8.测得容器的真空度，大气压力，求容器内的绝对压力。若大气压变为，求此时真空表上的读数为多少？ 9.如果气压计压力为，试完成以下计算： （1）.绝对压力为时的表压力； （2）.真空计上的读数为时气体的绝对压力； （3）.绝对压力为时的相应真空度（）； （4）.表压力为时的绝对压力（）。 （1）.； （2）.； （3）.； （4）.。 10.摄氏温标取水在标准大气压下的冰点和沸点分别为℃和℃，而华氏温标则相应地取为℉和℉。试导出华氏温度和摄氏温度之间的换算关系，并求出绝对零度所对应的华氏温度。 将水在标准大气压下的冰点值℃，以及沸点值℃代入，得 解该二元一次方程组，得：。 从而有 当℃时，有 11.气体进行可逆过程，满足（为常数），试导出该气体从状态变化到状态时膨胀功的表达式，并在图上定性画出过程线、示出膨胀功。 答案：略 12.某气体的状态方程为，试导出： （1）.定稳下气体之间的关系； （2）.定压下气体之间的关系； （3）.定容下气体之间的关系。 答案：（1）.；（2）.；（3）. 。 第二章 热力学第一定律 1.一蒸汽动力厂，锅炉的蒸汽产量为，输出功率为，全厂耗煤，煤的发热量为。蒸汽在锅炉中吸热量。试求： （1）.该动力厂的热效率； （2）.锅炉的效率（蒸汽总吸热量煤的总发热量）。 解：（1）.锅炉中蒸汽吸热量 热效率 （2）.锅炉效率 2.系统经一热力过程，放热对外做功。为使其返回原状态，对系统加热，问需对系统作功多少？ 解：由得 对于返回初态的过程 故需对系统做功。 3.气体在某一过程只能感吸收了的热量，同时热力学能增加了。此过程是膨胀过程还是压缩过程？系统与外界交换的功是多少？ 答案：此过程为压缩过程；此过程中系统与外界交换的功是。 4.空气由膨胀到℃，得到热量，对外做膨胀功。接着又从终态被压缩到初态，热出热量，试求： （1）.[膨胀过程空气热力学能的增量； （2）.压缩过空气热力学能的增量； （3）.压缩过程外界消耗的功。 答案：（1）.；（2）. ；（3）.。 5.闭口系统中实施以下过程，试填补表中的空缺数据。 过程序号 1 25 -12 -9 2 -8 58 -16 3 17 -13 （8） 21 4 18 -11 7 表中括号内的数为答案。 过程序号 1 25 -12 （-46） -9 （37） 2 -8 （8） （74） 58 -16 3 （38） 17 -13 （8） 21 4 18 -11 （-22） 7 （29） 6.如图所示，某封闭系统沿途径由状态变化到，吸入热量，对外做功，试问： （1）.系统从经至，若对外做功，则吸收热量是多少？ （2）.系统由经曲线所示过程返回，若外界对系统左贡，吸收热量为多少？ （3）.设，那么过程和中系统吸收的热量各为多少？ 答案 （1）.；