热力学所有答案

1-2 试确定表压力为0.01MPa 时U 形管压力计中液柱的高度差。

（1）U 形管中装水，其密度为1000kg/m 3

；（2）U 形管中装酒精，其密度为789kg/m 3

。 解答：

m

29.1789

81

.91001.02m

02.1100081.91001.016

6

=⨯⨯=∆=⨯⨯=∆=

∆∴∆=酒精水）（）即（h h g

P h h g P g

g ρρ

1-3 用U 形管测量容器中气体的压力。在水银柱上加一段水柱（如图1-3）。已侧的水柱高850mm ，汞柱高520mm 。当时大气压力为755mmHg 。

问容器中气体的绝对压力为多少MPa ？

解答：MPa P P P P

Hg O H 178.080665.98503224.1335207552b =⨯+⨯+=++=）（

图1-3 图1-4

1-4 用斜管压力计测量锅炉烟道中烟气的真空度（如图1-4）。管子的倾角o 30=α；压力计中使用密度为

800kg/m3的煤油；斜管中液柱长度l=200mm 。当时大气压力mmHg

P 745b =。问烟气的真空度为多少毫米水

柱？绝对压力为多少毫米汞柱？

解答：

mmHg

P P P mmHg

Pa h g P v b o v 1135.7391050062.78.7847452801001972.18.784 8.81784.930sin 2.0800131=⨯⨯-=-==⨯⨯=⨯⨯⨯=∆=--绝）（）（ρ

1-7 从工程单位制热力性质表中查得，水蒸汽在500℃、100at 时的比体积和比焓分别为

kg kcal h kg m v /6.806/03347.03==、。在国际单位制中，这时水蒸气的压力和比热力学各为多少？

解答：

kg

kJ pV U MPa

P /8.304803347.01080665.91868.46.806h 280665.91080665.910013

4=⨯⨯-⨯=-==⨯⨯=）（）（

1-8 摄氏温标取水在标准大气压下的冰点和沸点分别为C 0

o

和C 010o ，而华氏温标则相应地取为F o 32和

F o 212。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（C 15.2730o -或K ）所对应的华

氏温度。

解答：

F)

460(F)459.67(32273.151.8321.8t F)t(273.15C)t(321.8C)t(F)t(3221232F)t(01000t o o o o o o o -=-=+-⨯=+=-=+⨯=∴--=

--）（时，

故当推导

2-2 某机器运转时，由于润滑不良产生摩擦热，使质量为150kg 的钢制机体在30min 内温度升高C 50o

。试计

算摩擦引起的功率损失（已知每千克钢每升高C 1o

需热量0.461kJ ）。

解答：

kW

Q N KJ t c Q 92.160

305.3457t 5.345750461.0150m =⨯===⨯⨯=∆=失

2-3 气体在某一过程中吸入热量12kJ ，同时热力学能增加20kJ 。问此过程是膨胀过程还是压缩过程？对外所作的功是多少（不考虑摩擦）？

解答：

。

外做功值为此过程为压缩过程，对8kJ 82012kJ

u Q W W

u Q -=-=∆-=∴+∆=

2-4

有一闭口系，从状态1经过a 变化到状态2（如图2-4），又从状态2经过b 回到状态1，再从状态1经过c 变化到状态2。在这三个过程中，热量和功的某些值已知（如下表中所列数值），某些值未知（表中空白）。试确定这些未知值。

过程 热量Q/kJ

膨胀功W/kJ

1-a-2 10 2-b-1 -7 -4 1-c-2

8

过程

热量Q/kJ

膨胀功W/kJ

1-a-2 10 7 2-b-1 -7 -4 1-c-2

11

8

2-9 有一热机循环，在吸热过程中工质从外界获得热量1800J ，在放热过程中向外界放出热量1080J ，在压缩过程中外界消耗功700J 。试求膨胀过程中工质对外界所作的功。

解答：

J

w w w w q q W Q 1420 700108018002121=-=-∴+=+=⎰⎰故，

2-10 某蒸汽循环12341，各过程中的热量、技术功及焓的变化有的已知（如下表中所列数值），有的未知（表中空白）。试确定这些未知值，并计算循环的净功w 0和净热量q o 。

⎰⎰==kg kJ W Q /1124

3-4

MPa

p x p x p p K Kg J K g J M R R mol

g x m M M w M w m M m m M m M m M m n n x x mol g M mol g M mix i i

mix

i

mix M n

i i i mix i i i i mix i i

mix i i i i i i mix i i i

i 0015.0/2.274/2742.032

.3031451.8 /32.30%9984.99965.28%0016.0114000%

0016.0999984.011 %

9984.99%

9984.9911400006.0965.2894.0965.2894

.0 /114000/965.28mix 1=⋅=∴=⋅=⋅====⨯+⨯==∴=-=-===+=∑

=⋅∑⋅=∑=====∑=汽油空气汽油空气汽油空气即，，查表

ϕϕϕϕ

3-5 50kg 废气75kg 空气混合。已知废气的质量分数为

%75%5%6%142222====N O H O CO w w w w ，，，

空气的质量分数为%

8.76%2.2322

==N O w w ，图2-4