工程热力学第四版答案精简版.pdf

2−4 气体某一过程中吸收了气体某一过程中吸收了 50J50J 的热量，同时，热力学能增加的热量，同时，热力学能增加 84J84J，问此过程是膨胀过程，问此过程是膨胀过程 2−4 还是压缩过程？对外作功是多少还是压缩过程？对外作功是多少 JJ ？？ 解解：取气体为系统，据闭口系能量方程式：取气体为系统，据闭口系能量方程式 WW QQ −Δ−ΔUU 50J50J =−=−84J84J =−=−34J34J 所以过程是压缩过程，外界对气体作功所以过程是压缩过程，外界对气体作功 34J34J 。。 2−6 夏日，为避免阳光直射，密闭门窗，用电扇取凉，若假定房间内初温为 28 ℃，压力 为0.1MPa ，电扇的功率为 0.06kW，太阳直射传入的热量为 0.1kW，若室内有三人，每人每 小时向环境散发的热量为 418.7kJ ，通过墙壁向外散热1800kJ/h ，试求面积为15m2 ，高度为 3.0m 的 室 内 空 气 每 小 时 温 度 的 升 高 值 ， 已 知 空 气 的 热 力 学 能 与 温 度 关 系 为 Δu 0.72 =ΔT kJ/kg 。 { } K 解：室内空气总质量 6 2 pV 0.1×10 Pa ×15m ×3.0m m 52.06kg R T 287J/(kg K) (28 273.15)K ⋅ × + g 取室内空气为系统，Q =ΔU +W ，因W 0 ，所以ΔU Q Q ΔT 0.72m (0.1 0.06)kJ/s 3600 418.7kJ 3 1800kJ + × s + × − 0.86K 0.72 ×52.06kg 工程热力学第 4 版习题解 2−16 用一台水泵将井水从 6m 深的井里泵到比地面高 30m 的水塔中，水流量为 25m3 / h ，水泵耗功是 12kW。冬天井水温度为 3.5℃，为防止冬天结冰，要求进入水塔的水 温不低于 ℃。整个系统及管道均包有一定厚度的保温材料，问是否有必要在管道中设置加热 4 器？如有必要的话需加入多少热量 设管道中水进、出口动能差可忽略不计；水的比热容取定 ? 值c 4.187kJ/(kg =⋅K) 且水的焓差Δh ≅c Δt ，水的密度取1000kg/m3 。 p p m 解 Q ΔH + (c 2 −c 2 ) +mg( z −z ) +W f 2 f 1 2 1 s