工程热力学(第五版_)课后习题答案
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第一章 基本概念1-1 华氏温标规定在标准大气压（101325 Pa ）下纯水的冰点是32F ，汽点是212F （F 是华氏温标温度单位的符号）。
试推导华氏温度与摄氏温度的换算关系。
提示和答案：C F {}0{}32212321000t t ︒︒--=--， F C 9{}{}325t t ︒︒=+。
1-2 英制系统中的兰氏温标（兰氏温标与华氏温标的关系相当于热力学温标与摄氏温标的关系），其温度以符号R 表示。
兰氏温度与华氏温度的关系为{T }°R = {t }°F + 459.67。
已知开尔文温标及朗肯温标在纯水冰点的读数分别是273.15K 和491.67R ；汽点的读数分别是373.15K 和671.67R 。
（1）导出兰氏温度和开尔文温度的关系式；（2）开尔文温标上绝对零度在兰氏温标上是多少度？（3）画出摄氏温标、开尔文温标、华氏温标和兰氏温标之间的对应关系。
提示和答案：RK {}491.67671.67491.67373.15273.15{}273.15T T ︒--=--。
R K {} 1.8{}T T ︒=； R {}0R T ︒=︒；略 1-3 设一新的温标，用符号N 表示温度单位，它的绝对温标用Q 表示温度单位。
规定纯水的冰点和汽点分别是100N 和1000N ，试求：（1）该新温标和摄氏温标的关系；（2）若该温标的绝对温度零度与热力学温标零度相同，则该温标读数为0N 时，其绝对温标读数是多少Q ？提示和答案：（1）N C {}100{}010001001000t t ︒︒--=--；N C {}9{}100t t ︒︒=+（2）Q N C {}{}9{}100T t t ︒︒︒=+=++常数常数，{T } K = 0 K 时， {Q}0Q T ︒=︒ 解得式中常数，代回原式。
；Q N {}{}2358.35T t ︒︒=+， Q {}2358.385N T ︒=︒1-4 直径为1m 的球形刚性容器，抽气后真空度为752.5mmHg ，（1）求容器内绝对压力为多少Pa ；（２）若当地大气压力为0.101MPa ，求容器表面受力多少Ｎ? 提示和答案：b v 691.75Pa p p p =-=；600.31510N F A p =∆=⨯。
工程热力学第五版思考题答案
工程热力学第五版思考题答案【篇一：工程热力学课后作业答案第五版(全)】kpa。
（2）标准状n2的气体常数；态下n2的比容和密度；（3）p?0.1mpa，t?500解：热力系：储气罐。
应用理想气体状态方程。
压送前储气罐中co2的质量m1?p1v1rt1℃时的摩尔容积mv。
解：（1）n2的气体常数r?r0m?831428＝296.9j/(kg?k)压送后储气罐中co2的质量m2?p2v2rt2（2）标准状态下n2的比容和密度v?rtp?296.9?273101325根据题意容积体积不变；r＝188.9＝0.8m3/kgp1?pg1?b p2?pg2?b（1）（2）（3）（4）??1v＝1.25kg/m3（3）p?0.1mpa，t?500℃时的摩尔容积mvmv ＝r0tpt1?t1?273 t2?t2?273＝64.27m3/kmol压入的co2的质量m?m1?m2?vp2p1(?) rt2t1（5）2-3．把co2压送到容积3m3将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m3的1的储气罐里，起始表压力pg1?30kpa，终了表压力pg2?0.3mpa，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。
试求被压入的co2的质量。
当地大气空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到99.3kpa，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m，问鼓风机送风量的质量改变多少？解：同上题m?m1?m2?3气质量m2?p2v2rt2?7?105?8.5287?288kg压缩机每分钟充入空气量m?pvrt?1?105?3287?288kg所需时间vp2p130099.3101.325m219.83min ?1000(?)?(??rt2t1287300273m＝41.97kg2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为0.1mpa的空气3 m3，充入容积8.5 m3的储气罐内。
工程热力学课后习题作业及答案解析(第五版)
工程热力学课后习题作业及答案解析（第五版）2-2.已知2N 的M ＝28，求（1）2N 的气体常数；（2）标准状态下2N 的比容和密度；（3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv 。
解：（1）2N 的气体常数2883140==M R R ＝296.9)/(K kg J ∙（2）标准状态下2N 的比容和密度1013252739.296⨯==p RT v ＝0.8kg m /3v1=ρ＝1.253/m kg （3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积MvMv ＝pT R 0＝64.27kmol m /32-3．把CO 2压送到容积3m 3的储气罐里，起始表压力301=g p kPa ，终了表压力3.02=g p Mpa ，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。
试求被压入的CO 2的质量。
当地大气压B ＝101.325kPa 。
解：热力系：储气罐。
应用理想气体状态方程。
压送前储气罐中CO 2的质量1111RT v p m =压送后储气罐中CO 2的质量2222RT v p m =根据题意容积体积不变；R ＝188.9Bp p g +=11（1）B p p g +=22（2）27311+=t T （3）27322+=t T （4）压入的CO 2的质量)1122(21T p T p R v m m m -=-=（5）将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300m 3的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到99.3kPa ，而鼓风机每小时的送风量仍为300m 3，问鼓风机送风量的质量改变多少？解：同上题1000)273325.1013003.99(287300)1122(21⨯-=-=-=T p T p R v m m m ＝41.97kg 2-6空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为0.1MPa 的空气3m 3，充入容积8.5m 3的储气罐内。
工程热力学(第五版_)课后习题问题详解
2-2.已知2N 的M ＝28，求（1）2N 的气体常数；（2）标准状态下2N 的比容和密度；（3）MPa p1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv 。
解：（1）2N 的气体常数2883140==M R R ＝296.9)/(K kg J • （2）标准状态下2N 的比容和密度1013252739.296⨯==p RT v ＝0.8kg m/3v1=ρ＝1.253/m kg （3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积MvMv ＝pT R 0＝64.27kmol m/32-3．把CO 2压送到容积3m 3的储气罐里，起始表压力301=g p kPa ，终了表压力3.02=g p Mpa ，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。
试求被压入的CO 2的质量。
当地大气压B ＝101.325 kPa 。
解：热力系：储气罐。
应用理想气体状态方程。
压送前储气罐中CO 2的质量1111RT v p m =压送后储气罐中CO 2的质量2222RT v p m =根据题意容积体积不变；R ＝188.9B p p g +=11 （1） B p p g +=22（2） 27311+=t T （3） 27322+=t T（4）压入的CO 2的质量)1122(21T p T p R v m m m -=-= （5）将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m 3的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到99.3kPa ，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m 3，问鼓风机送风量的质量改变多少？ 解：同上题1000)273325.1013003.99(287300)1122(21⨯-=-=-=T p T p R v m m m ＝41.97kg2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为0.1MPa 的空气3 m 3，充入容积8.5 m 3的储气罐。
工程热力学第五版思考题答案
工程热力学第五版思考题答案【篇一：工程热力学课后作业答案第五版(全)】kpa。
（2）标准状n2的气体常数；态下n2的比容和密度；（3）p?0.1mpa，t?500解：热力系：储气罐。
应用理想气体状态方程。
压送前储气罐中co2的质量m1?p1v1rt1℃时的摩尔容积mv。
解：（1）n2的气体常数r?r0m?831428＝296.9j/(kg?k)压送后储气罐中co2的质量m2?p2v2rt2（2）标准状态下n2的比容和密度v?rtp?296.9?273101325根据题意容积体积不变；r＝188.9＝0.8m3/kgp1?pg1?b p2?pg2?b（1）（2）（3）（4）??1v＝1.25kg/m3（3）p?0.1mpa，t?500℃时的摩尔容积mvmv ＝r0tpt1?t1?273 t2?t2?273＝64.27m3/kmol压入的co2的质量m?m1?m2?vp2p1(?) rt2t1（5）2-3．把co2压送到容积3m3将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m3的1的储气罐里，起始表压力pg1?30kpa，终了表压力pg2?0.3mpa，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。
试求被压入的co2的质量。
当地大气空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到99.3kpa，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m，问鼓风机送风量的质量改变多少？解：同上题m?m1?m2?3气质量m2?p2v2rt2?7?105?8.5287?288kg压缩机每分钟充入空气量m?pvrt?1?105?3287?288kg所需时间vp2p130099.3101.325m219.83min ?1000(?)?(??rt2t1287300273m＝41.97kg2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为0.1mpa的空气3 m3，充入容积8.5 m3的储气罐内。
工程热力学第五版习题答案
第四章4-11kg 空气在可逆多变过程中吸热40kJ ，其容积增大为1102v v =，压力降低为8/12p p =，设比热为定值，求过程中内能的变化、膨胀功、轴功以及焓和熵的变化。
解：热力系是1kg 空气 过程特征：多变过程)10/1ln()8/1ln()2/1ln()1/2ln(==v v p p n ＝0.9 因为T c q n ∆=内能变化为R c v 25=＝717.5)/(K kg J ∙ v p c R c 5727==＝1004.5)/(K kg J ∙=n c ==--v vc n kn c 51＝3587.5)/(K kg J ∙ n v v c qc T c u /=∆=∆＝8×103J膨胀功：u q w ∆-=＝32 ×103J 轴功：==nw w s 28.8 ×103J焓变：u k T c h p ∆=∆=∆＝1.4×8＝11.2 ×103J熵变：12ln 12ln p p c v v c s v p +=∆＝0.82×103)/(K kg J ∙ 4－2有1kg 空气、初始状态为MPa p 5.01=，1501=t ℃，进行下列过程：（1）可逆绝热膨胀到MPa p 1.02=；（2）不可逆绝热膨胀到MPa p 1.02=，K T 3002=； （3）可逆等温膨胀到MPa p 1.02=；（4）可逆多变膨胀到MPa p 1.02=，多变指数2=n ；试求上述各过程中的膨胀功及熵的变化，并将各过程的相对位置画在同一张v p -图和s T -图上解：热力系1kg 空气（1） 膨胀功：])12(1[111kk p p k RT w ---=＝111.9×103J熵变为0（2）)21(T T c u w v -=∆-=＝88.3×103J12ln12lnp p R T T c s p -=∆＝116.8)/(K kg J ∙ （3）21ln1p p RT w =＝195.4×103)/(K kg J ∙ 21lnp p R s =∆＝0.462×103)/(K kg J ∙ （4）])12(1[111nn p p n RT w ---=＝67.1×103Jnn p p T T 1)12(12-=＝189.2K12ln 12lnp p R T T c s p -=∆＝－346.4)/(K kg J ∙4-3 具有1kmol 空气的闭口系统，其初始容积为1m 3，终态容积为10 m 3，当初态和终态温度均100℃时，试计算该闭口系统对外所作的功及熵的变化。
工程热力学第五版思考题答案
工程热力学第五版思考题答案【篇一：工程热力学课后作业答案第五版(全)】kpa。
（2）标准状n2的气体常数；态下n2的比容和密度；（3）p?0.1mpa，t?500解：热力系：储气罐。
应用理想气体状态方程。
压送前储气罐中co2的质量m1?p1v1rt1℃时的摩尔容积mv。
解：（1）n2的气体常数r?r0m?831428＝296.9j/(kg?k)压送后储气罐中co2的质量m2?p2v2rt2（2）标准状态下n2的比容和密度v?rtp?296.9?273101325根据题意容积体积不变；r＝188.9＝0.8m3/kgp1?pg1?b p2?pg2?b（1）（2）（3）（4）??1v＝1.25kg/m3（3）p?0.1mpa，t?500℃时的摩尔容积mvmv ＝r0tpt1?t1?273 t2?t2?273＝64.27m3/kmol压入的co2的质量m?m1?m2?vp2p1(?) rt2t1（5）2-3．把co2压送到容积3m3将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m3的1的储气罐里，起始表压力pg1?30kpa，终了表压力pg2?0.3mpa，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。
试求被压入的co2的质量。
当地大气空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到99.3kpa，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m，问鼓风机送风量的质量改变多少？解：同上题m?m1?m2?3气质量m2?p2v2rt2?7?105?8.5287?288kg压缩机每分钟充入空气量m?pvrt?1?105?3287?288kg所需时间vp2p130099.3101.325m219.83min ?1000(?)?(??rt2t1287300273m＝41.97kg2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为0.1mpa的空气3 m3，充入容积8.5 m3的储气罐内。
工程热力学第五版习题答案
工程热力学第五版习题答案第四章4-1 1kg空气在可逆多变过程中吸热40kJ，其容积增大为v2 10v1，压力降低为p2 p1/8，设比热为定值，求过程中内能的变化、膨胀功、轴功以及焓和熵的变化。
解：热力系是1kg空气过程特征：多变过程n ln( p2/p1)ln(1/8)=0.9In (v1/v2) In (1/10)因为q C n T内能变化为C v5R=717.5 J /(kg ?K)C p —R — c v= 1004.5 J/(kg?K)2 5n k C n C v 5C v = 3587.5 J /(kg?K)n 13u c v T qc v /c n= 8x 10 J膨胀功：w q u = 32 x 103J轴功：w s nw 28.8 x 10 J3焓变：h c p T k u = 1.4 x 8= 11.2 x 10 J熵变: .v2 s c p In - pv1,p2 c v ln =0.82p13x 10 J /(kg?K)4-2有1kg空气、初始状态为p10.5MPa , t1 150C,进行下列过程(1) 可逆绝热膨胀到p20.1MPa ；(2) 不可逆绝热膨胀到p20.1MPa,T2 300K ;(3) 可逆等温膨胀到p20.1MPa ;(4) 可逆多变膨胀到p20.1MPa , 多变指数n 2;试求上述各过程中的膨胀功及熵的变化，并将各过程的相对位置画在同一张p v图和T s图上解：热力系1kg空气(1) 膨胀功：RT^ p2、〒’ 3w[1( ) k ] = 111.9 x 10 J k 1 p1熵变为0(2) w u C v (T1 T2) = 88.3 x 10 J,T2 f p2s C p In Rin = 116.8 J/(kg ?K) T1 p1 (3)w RT1In 卫=195.4 x 103 J /(kg?K)p2以=0.462 x 103J /(kg ?K) p2W ■RT1[1 (史)n ] = 67.1 x 103J n 1 p1 n 1p2 —T1( ) n = 189.2K p1C p I 门咚 Ri 门以=-346.4 J/(kg ?K) T1 p14-3具有1kmol 空气的闭口系统，其初始容积为1mf ,终态容积为10 m 3，当初态和终态温度均100 C 时，试计算该闭口系统对外所作的功及熵的变化。
工程热力学第五版课后习题答案全解
⼯程热⼒学第五版课后习题答案全解m2.0⼯程热⼒学作业题2-2.已知N 2的M = 28,求（1） N 2的⽓体常数；（2）标准状态下N 2的⽐容和密度；（3） p t500 'C 时的摩尔容积Mv 。
解：（1） N 2的⽓体常数R8314= 296.9J/(kg ?K)M 28（2）标准状态下 N 2的⽐容和密度RT 296.9 2733vT=0.8m/kg3-=1.25 kg / mv(3) p 0.1MPa , t 500 C 时的摩尔容积Mv2-3.把CO 2压送到容积3m 3的储⽓罐⾥，起始表压⼒P g1 30 kPa ,终了表压⼒p g2度由t1 = 45C 增加到t2= 70C 。
试求被压⼊的 CO 2的质量。
当地⼤⽓压 B = 101.325 kPa 解：热⼒系：储⽓罐。
应⽤理想⽓体状态⽅程。
p2v2 RT2压送前储⽓罐中 CO 2的质量m1p1v 1 RT1 压送后储⽓罐中CO 2的质量0.1MPa ,MvR 0T3=64.27m / kmol0.3 Mpa ，温m2t19.83min根据题意容积体积不变；R = 188.9p1 P g1 B (1)p2 P g2B(2)T1 t1 273 (3) T2 t2 273(4)压⼊的C02的质量将（ 1）、（2）、（3）、（4）代⼊（5）式得 m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，⼀⿎风机每⼩时可送300 m 3的空⽓，如外界的温度增⾼到 27C,⼤⽓压降低到99.3kPa ⽽⿎风机每⼩时的送风量仍为 300 m 3，问⿎风机送风量的质量改变多少？2-6空⽓压缩机每分钟⾃外界吸⼊温度为15C 、压⼒为0.1MPa 的空⽓3 m 3,充⼊容积8.5 m 3的储⽓罐内。
设开始时罐内的温度和压⼒与外界相同，问在多长时间内空⽓压缩机才能将⽓罐的表压⼒提⾼到 0.7MPa ?设充⽓过程中⽓罐内温度不变。
解：热⼒系：储⽓罐。
使⽤理想⽓体状态⽅程。
工程热力学课后作业答案(第八章)第五版
8-1 温度=t 20℃，压力=p 0.1MPa ，相对湿度=ϕ70％的湿空气2.5m 3。
求该湿空气的含湿量、水蒸气分压力、露点、水蒸气密度、干空气质量、湿空气气体常数。
如该湿空气在压力不变的情况下，被冷却为10℃的饱和空气，求析出的水量。
解：（1）水蒸气分压力：根据=t 20℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为0023368.0=s p MPa=⨯==0023368.07.0s v p p ϕ0.00163576 MPa 含湿量：ss v v p B p p B p d ϕϕ-=-=622622＝10.34)(/a kg g 露点：查水蒸气表，当=v p 0.00163576 MPa 时，饱和温度即露点=t 14.35℃03.81=v kg m /3 水蒸气密度：01234.01==vρ3/m kg 干空气质量：=⨯⨯-==2932875.2)76.163510(5T R V p m a a a 2.92㎏ 求湿空气质量=+=)001.01(d m m a 2.95㎏ 湿空气气体常数：=-=510378.01287vp R 288.8)/(K kg J ∙查在=t 10℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为=s p 1.228 kPas v p p = 含湿量：vv p B p d -=6222＝7.73)(/a kg g 析出水量：)2(d d m m a w -=＝7.62g8-2 温度=t 25℃，压力=p 0.1MPa ，相对湿度=ϕ50％的湿空气10000kg 。
求该湿空气的露点、绝对湿度、含湿量、湿空气密度、干空气密度、湿空气容积。
解：水蒸气分压力：根据=t 25℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为=s p 3.169kPa==s v p p ϕ0.5×3.169=1.58kPa露点：查水蒸气表，当=v p 1.58kPa 时，饱和温度即露点=t 13.8℃=t 25℃,''s v ＝43.36kg m /3绝对湿度：''/s s v v ϕϕρρ==＝0.01153/m kg 含湿量：ss v v p B p p B p d ϕϕ-=-=622622＝9.985)(/a kg g 湿空气密度：)985.9001606.01(10298287)001606.01(5⨯+⨯=+=d p T R v a ＝0.867kg m /3=+=vd 001.01ρ 1.163/m kg 干空气密度：===vv a a 11ρ 1.153/m kg 湿空气容积：=+==v d m v m V a 001.018600 m 38-3查表题8－4 压力B 为101325Pa 的湿空气，在温度t 1＝5℃，相对湿度ϕ1＝60％的状态下进入加热器，在t 2＝20℃离开加热器。
工程热力学课后作业答案第五版
工程热力学课后答案 2-2.解：（1）2N 的气体常数2883140==M R R ＝296.9)/(K kg J ∙（2）标准状态下2N 的比容和密度1013252739.296⨯==p RT v ＝0.8kg m /3v1=ρ＝1.253/m kg （3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积MvMv ＝pT R 0＝64.27kmol m/32-3．解：热力系：储气罐。
应用理想气体状态方程。
压送前储气罐中CO 2的质量1111RT v p m =压送后储气罐中CO 2的质量2222RT v p m =根据题意容积体积不变；R ＝188.9B p p g +=11 （1） B p p g +=22（2） 27311+=t T（3） 27322+=t T（4）压入的CO 2的质量)1122(21T p T p R v m m m -=-= （5）将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得m=12.02kg2-5解：同上题10)273325.1013003.99(287300)1122(21⨯-=-=-=T p T p R v m m m ＝41.97kg2-6解：热力系：储气罐。
使用理想气体状态方程。
第一种解法：首先求终态时需要充入的空气质量2882875.810722225⨯⨯⨯==RT v p m kg压缩机每分钟充入空气量28828731015⨯⨯⨯==RT pv m kg所需时间==mm t 219.83min 第二种解法将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为0.1MPa 一定量的空气压缩为0.7MPa 的空气；或者说0.7MPa 、8.5 m 3的空气在0.1MPa 下占体积为多少的问题。
根据等温状态方程constpv =0.7MPa 、8.5 m 3的空气在0.1MPa 下占体积为5.591.05.87.01221=⨯==P V p V m 3压缩机每分钟可以压缩0.1MPa 的空气 3 m 3，则要压缩59.5 m 3的空气需要的时间==35.59τ19.83min 2－8解：热力系：气缸和活塞构成的区间。
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工程热力学(第五版_)课后习题答案
本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March 2-2.已知2N的M＝28，求（1）2N的气体常数；（2）标准状态下2N的比容和密度；（3）MPap1.0，500t℃时的摩尔容积Mv。
解：（1）2N的气体常数
2883140MRR＝)/(KkgJ•
（2）标准状态下2N的比容和密度 1013252739.296pRTv＝kgm/3
v1＝3/mkg
（3）MPap1.0，500t℃时的摩尔容积Mv Mv ＝pTR0＝kmolm/3
2-3．把CO2压送到容积3m3的储气罐里，起始表压力301gpkPa，终了表压力3.02gpMpa，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。试求被压入的CO2的质量。当地大气压B＝ kPa。 解：热力系：储气罐。 应用理想气体状态方程。
压送前储气罐中CO2的质量 1111RTvpm
压送后储气罐中CO2的质量 2222RTvpm
根据题意 容积体积不变；R＝
Bppg11 （1）
Bppg22 （2）
27311tT （3）
27322tT （4）
压入的CO2的质量
工程热力学（第五版 ）课后习题答案 )1122(21TpTpRvmmm （5）
将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=
2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m3的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m3，问鼓风机送风量的质量改变多少 解：同上题
1000)273325.1013003.99(287300)1122(21TpTpRvmmm＝
2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为的空气3 m3，充入容积 m3的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力提高到设充气过程中气罐内温度不变。 解：热力系：储气罐。 使用理想气体状态方程。 第一种解法： 首先求终态时需要充入的空气质量
2882875.810722225RTvpmkg
压缩机每分钟充入空气量
28828731015RTpvmkg
所需时间 mmt2
第二种解法 将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为一定量的空气压缩为的空气；或者说、 m3的空气在下占体积为多少的问题。 根据等温状态方程 constpv
、 m3的空气在下占体积为 5.591.05.87.01221PVpV m3
压缩机每分钟可以压缩的空气3 m3，则要压缩 m3的空气需要的时间 3
5.59
2－8 在一直径为400mm的活塞上置有质量为3000kg的物体，气缸中空气的温度为18℃，质量为。加热后其容积增大为原来的两倍。大气压力B＝101kPa，问：（1）气缸中空气的终温是多少（2）终态的比容是多少（3）初态和终态的密度各是多少 解：热力系：气缸和活塞构成的区间。 使用理想气体状态方程。 （1）空气终态温度
1122TVVT582K
（2）空气的初容积 p=3000×(πr2)+101000=
pmRTV11 m3
空气的终态比容 mVmVv1222＝ m3/kg
或者
pRTv22 m3/kg
（3）初态密度 527.012.211Vm＝4 kg /m3
212v
2 kg /m3
2-9 解：（1）氮气质量
3008.29605.0107.136RTpvm＝
（2）熔化温度
8.29669.705.0105.166mRpvT＝361K
2－14 如果忽略空气中的稀有气体，则可以认为其质量成分为%2.232go，%8.762Ng。试求空气的折合分子量、气体常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度。 解：折合分子量
28768.032232.011iiMgM＝气体常数 86.2883140MRR＝288)/(KkgJ•
容积成分 2/22MoMgroo＝％
2Nr 1－％＝％
标准状态下的比容和密度
4.2286.284.22M＝ kg /m3
1v＝ m3/kg
2-15 已知天然气的容积成分%974CHr，%6.062HCr，%18.083HCr，%18.0104HCr，%2.02COr，%83.12Nr。试求：
（1） 天然气在标准状态下的密度； （2） 各组成气体在标准状态下的分压力。 解：（1）密度
100/)2883.1442.05818.04418.0306.01697(iiMrM
＝ 30/736.04.2248.164.22mkgM
（2）各组成气体在标准状态下分压力 因为：prpii
325.101*%974CHp 同理其他成分分压力分别为：（略）
3－1 安静状态下的人对环境的散热量大约为400KJ/h，假设能容纳2000人的大礼堂的通风系统坏了：（1）在通风系统出现故障后的最初20min内礼堂中的空气内能增加多少（2）把礼堂空气和所有的人考虑为一个系统，假设对外界没有传热，系统内能变化多少如何解释空气温度的升高。 解：（1）热力系：礼堂中的空气。 闭口系统根据闭口系统能量方程 WUQ
因为没有作功故W=0；热量来源于人体散热；内能的增加等于人体散热。 60/204002000Q＝×105kJ
（1）热力系：礼堂中的空气和人。 闭口系统 根据闭口系统能量方程
WUQ
因为没有作功故W=0；对整个礼堂的空气和人来说没有外来热量， 所以内能的增加为0。 空气温度的升高是人体的散热量由空气吸收，导致的空气内能增加。
3－5，有一闭口系统，从状态1经a变化到状态2，如图，又从状态2经b回到状态1；再从状态1经过c变化到状态2。在这个过程中，热量和功的某些值已知，如表，试确定未知量。
过程 热量Q（kJ） 膨胀功W（kJ） 1-a-2 10 x1 2-b-1 -7 -4 1-c-2 x2 2
解：闭口系统。 使用闭口系统能量方程 (1)对1-a-2和2-b-1组成一个闭口循环，有
WQ
即10＋（－7）＝x1+（－4） x1=7 kJ (2)对1-c-2和2-b-1也组成一个闭口循环 x2＋（－7）＝2+（－4） x2=5 kJ
(3)对过程2-b-1，根据WUQ)4(7WQU－3 kJ
3-6 一闭口系统经历了一个由四个过程组成的循环，试填充表中所缺数据。 过程 Q（kJ） W（kJ） ΔE（kJ） 1～2 1100 0 1100 2～3 0 100 -100 3～4 -950 0 -950 4～5 0 50 -50
解：同上题
3-7 解：热力系：质量气体 闭口系统，状态方程：bavp
)]85115.1()85225.1[(5.1vpvpU＝90kJ
由状态方程得 1000＝a*+b 200=a*+b 解上两式得： a=-800 b=1160 则功量为
2.12.022
1]1160)800(21[5.15.1vvpdvW＝900kJ
过程中传热量 WUQ＝990 kJ
3－8 容积由隔板分成两部分，左边盛有压力为600kPa，温度为27℃的空气，右边为真空，容积为左边5倍。将隔板抽出后，空气迅速膨胀充满整个容器。试求容器内最终压力和温度。设膨胀是在绝热下进行的。 解：热力系：左边的空气 系统：整个容器为闭口系统 过程特征：绝热，自由膨胀 根据闭口系统能量方程
WUQ
绝热0Q 自由膨胀W＝0 因此ΔU=0 对空气可以看作理想气体，其内能是温度的单值函数，得
KTTTTmcv300120)12(