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第二章热力学第一定律
2-1一辆汽车1小时消耗汽油34.1升,已知汽油发热量为44000kJ/kg,汽油密度
0.75g/cm3。测得该车通过车轮出的功率为64kW,试求汽车通过排气,水箱散热等各种途径
所放出的热量。
解:汽油总发热量
−333
Q34.1=×10m×750kg/m×44000kJ/kg1125300kJ
汽车散发热量
QoutQ=−W×3600(1125300=−64×3600)kJ/h894900kJ/h
2−2质量为1275kg的汽车在以60000m/h速度行驶时被踩刹车止动,速度降至20000
m/h,假定刹车过程中0.5kg的刹车带和4kg钢刹车鼓均匀加热,但与外界没有传热,已知刹
车带和钢刹车鼓的比热容分别是1.1kJ/(kg·K)和0.46kJ/(kg·K),求刹车带和刹车鼓的温升。
解:汽车速度降低,动能转化为刹车带和刹车鼓的热力学能,没有传热和对外作功,故
22
m(c−c)
car21+(U−U)=ΔE0
21
2
60000m20000m
c16.67m/s,c5.56m/s
12
3600s3600s
U−U(mc=+mc)(t−t)
21sV,sbV,b21
22
m(c−c)
(t−t)=−car21
21
2(mc+mc)
sV,sbV,b
22
1275kg×[(16.67m/s)−(5.56m/s)]
=−65.9C
2×[0.5kg×1.1kJ/(kg⋅K)+4kg×0.46kJ/(kg⋅K)]
2−31kg氧气置于图2-1所示气缸内,缸壁能充分导热,且活塞与缸壁无磨擦。初始时氧
气压力为0.5MPa,温度为27℃,若气缸长度2l,活塞质量为10kg。试计算拔除钉后,活塞
可能达到最大速度。
解:可逆过程对外界作功最大,故按可逆定温膨胀计算:
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