51539热工基础与应用 第3版-习题解答教学资料-.docx

习题参考答案 第一章 1-1 解：状态量：压力，温度，动能，位能，密度; 过程量: 热能，热量，功量。 1-2 解：强度量：比体积，高度，压力，温度。 图 图1-9习题1-3图 1-3 解：根据压力单位换算得： 1-4 解：由分析知：设所求烟气的绝对为p，压力计中煤油段压力为pv，所以有：,其中，所以，由此得 1-5 解：设左气缸压力为p1，右气缸压力为p2，则有 pA即为所求，155kPa. 1-6 解：（1）选择水为系统，则外界向系统传热，但是无功量的交换； （2）选择电阻丝，容器，水为系统，则外界向系统做电功； （3）选取图中的虚线框为系统，则该系统为孤立系统，与外界无能量交换。 1-7 解：汽轮机进口处的绝对压力： 冷凝器内蒸汽的绝对压力： 1-8 解：容器内的绝对压力， 真空表读数：。 1-9 解：（1）； （2）； （3）； （4）。 1-10 解：设，将水在标准大气压下的冰点值及沸点值带入，可得： ，解方程组可得。 从而：，所以绝对零度时： 1-11 解：图略。 1-12 解：（1）定温条件下： （2）定压条件下： （3）定容条件下： 1-13 解：（1）由煤的总发热量为： ， 则动力厂的热效率为: （2）蒸汽的总吸热量为： ， 所以锅炉的效率为： 第二章 2-1 解：根据题意得：,要恢复到初始状态，即，根据有，所以。 2-2 解:由分析知：热力过程中，根据有，所以为外界对工质做功，压缩过程。 2-3 解： ，则根据有： （1）； （2）由分析知气体先作等温膨胀后等温压缩回初始状态，热力学能变化为0，而膨胀过程，所以压缩过程 （3） 2-4 解：(1)对于封闭系统， 根据题意得： 所以有 (2) (3)根据题意得： 所以有： 由图可知，d-b的过程中体积不变，Wdb=0，所以， 。 2-5 过程序号 Q/J W/J U1/J U2/J ΔU/J 1 25 -12 46 -9 37 2 -8 8 -74 58 -16 3 38 17 -13 34 21 4 18 -11 22 7 29 2-6 解： （1）因为流体不可压缩，所以，根据可知W=0，所以活塞对流体不做功； （2）由分析知，绝热过程Q=0，根据可知Q=0，W=0，所以；由焓的定义可知, 所以 2-7 解：根据能量转换规律可知，重力势能以及动能全部转化为热量。 2-8 解：(1) (2)取汽轮机进出口所围空间为控制容积系统，Δc=0，Δz=0，所以 故： (3) (4) (5) (6) 2-9 解：，由分析得乏汽放热量与冷却水吸热量相等，根据可得，所以有，即， 所以 2-10 解：已知下列初始条件： （1）根据可得，所以：w=-346 kJ/kg； （2）根据，在忽略动势能时，可得，所以有，其中，所以 （3）功率 2-11 解：已知， 根据可得 2-12 解：(1)选1-3截面为研究对象 ， (2) 由题意知，3-4截面为研究对象 ，又由“若燃气推动叶轮时热力状态不变”， 所以h4=h3,方程简化为 (3) 功率 2-13： 热力过程 Q/kJ W/kJ 1-2 1210 0 1210 2-3 0 250 -250 3-4 -980 0 -980 4-1 0 -20 20 热效率 2-14 解：混合前：水：p1=200 kPa, T1=273.15+20=293.15 K,qm1=100 kg/min; 水蒸气：p2=200 kPa, T2=273.15+300=573.15K, h2=3072kJ/kg； 混合后：； 根据开口系稳定流动方程：，知Q=0，Wt=0，所以，即 ，有根据质量守恒有，所以有： ， 即， 解得 2-15 解：根据有，所以有，又根据，得，带入可得下式：。 2-16 解:（1）由分析知：，； （2）冷凝器系统视为稳定流动系统 根据题意得：Δz=0，Δwsh=0， 所以： 2-17 解：由分析知：，根据热力学能的性质可知 ，由可知，所以有 则， 再根据可得。 第三章 3-1 解：（1） （2）由 （3）由 3-2 解：根据卡诺定理有：， （1）当两热机输出功相等时，即，而W1与W2分别为： 整理得T=600K； （2）当两热机效率相等时，即，，所以T=519.6K. 3-3 解： 由分析知： 根据克劳修斯不等式有： 所以，不满足克劳修斯不等式。 3-4 解：由分析知： 所以满足克劳修斯不等式。 3-5。 解： 图A所示， 图B所示，作功量 吸热量 其热效率： 两循环的热效率比： 3-6 解： （1）将热机循环的热机、热源、冷源划分为孤立系统 所以，循环可能，为不可逆循环 （2）将热机循环的热机、热源、冷源划分为孤立系统 根据题意得： 所以，该循环不能实现。 3-7 解：