工程热力学习题解答第二章_
工程热力学,课后习题问题详解
工程热力学(第五版)习题答案工程热力学（第五版）廉乐明 谭羽非等编 中国建筑工业第二章 气体的热力性质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 /3v 1=ρ＝1.253/m kg（3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积MvMv ＝pTR 0＝64.27kmol m/32-3．把CO2压送到容积3m3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CO2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CO2的质量1111RT v p m =压送后储气罐中CO2的质量2222RT v p m =根据题意容积体积不变；R ＝188.9Bp p g +=11 （1） Bp p g +=22 （2） 27311+=t T （3） 27322+=t T（4）压入的CO2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 m3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 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(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 m3，充入容积8.5 m3的储气罐。
(例题)工程热力学习题第二章复习题及答案
【例2-3】方程d pdv δμ=+与dq du w δ=+有何不同？答：前者适用于可逆过程，因为pdv 只能计算可逆过程的功；后者适用于任何过程。
【例2-4】焓的物理意义是什么?答：焓的物理意义可以理解如下：当工质流进系统时，带进系统的与热力状态有关的能量有内能μ与流动功pv ，而焓正是这两种能量的和。
因此,焓可以理解为工质流动时与外界传递的与其热力状态有关的总能量。
但当工质流不流动时，pv 不再是流动功，但焓作为状态参数仍然存在。
此时，它只能理解为三个状态参数的组合。
热力装置中，工质大都是在流动的过程中实现能量传递与转化的，故在热力计算中，焓比内能应用更广泛，焓的数据表（图）也更多。
【例2-5】说明热和功的区别与联系。
答：热和功都是能量的传递形式。
它们都是过程量，只有在过程进行时才有热和功。
热式由于温度不同引起的系统与环境之间的能量交换，而功是由于温差以外（只要是力差）的驱动力引起的系统与环境之间的能量交换。
在微观上，热量是物质分子无规则运动的结果，而功是物质分子有序运动的结果。
功在任何情况下可以完全转变为热，而热在不产生其他影响的情况下不可能完全完全转变为功。
【2-6】下列说法是否正确？（1） 机械能可完全转化为热能。
而热能却不能完全转化为机械能。
（2） 热机的热效率一定小于1。
（3） 循环功越大，热效率越高。
（4） 一切可逆热机的热效率都相等。
（5） 系统温度升高的过程一定是吸热过程。
（6） 系统经历不可逆过程后，熵一定增大。
（7） 系统吸热，其熵一定增大;系统放热，其熵一定减小。
（8） 熵产大于零的过程必为不可逆过程。
答：（1）对于单个过程而言，机械能可完全转化为热能，热能也能完全转化为机械能，例如定温膨胀过程。
对于循环来说，机械能可完全转化为热能，而热能却不能完全转化为机械能。
（2）热源相同时，卡诺循环的热效率是最高的，且小于1，所以一切惹急的热效率均小于1。
（3）循环热效率是循环功与吸热量之比，1211t q q w q q η-==，即热效率不仅与循环功有关，还与吸热量有关。
工程热力学（第五版）课后习题答案（全章节）2
⼯程热⼒学（第五版）课后习题答案（全章节）2⼯程热⼒学(第五版)习题答案⼯程热⼒学（第五版）廉乐明谭⽻⾮等编中国建筑⼯业出版社第⼆章⽓体的热⼒性质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 /3v 1=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CO2压送到容积3m3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CO2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CO2的质量1111RT v p m =压送后储⽓罐中CO2的质量2222RT v p m =根据题意容积体积不变；R ＝188.9Bp p g +=11 （1） Bp p g +=22（2） 27311+=t T （3） 27322+=t T（4）压⼊的CO2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 m3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 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(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 m3，充⼊容积8.5 m3的储⽓罐内。
工程热力学习题解答
1. 热量和热力学能有什么区别？有什么联系？答：热量和热力学能是有明显区别的两个概念：热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量，是与热力过程有关的过程量。
热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的；而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合，是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。
简言之，热量是热能的传输量，热力学能是能量？的储存量。
二者的联系可由热力学第一定律表达式d d q u p v δ=+ 看出；热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。
2. 如果将能量方程写为 d d q u p v δ=+或d d q h v p δ=-那么它们的适用范围如何？答：二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。
因为 uh p v=-，()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得 q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。
3. 能量方程 δq u p v =+d d （变大） 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大） 很相像，为什么热量 q 不是状态参数，而焓 h 是状态参数？答：尽管能量方程 qdu pdv δ=+ 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大）似乎相象，但两者的数学本质不同，前者不是全微分的形式，而后者是全微分的形式。
是否状态参数的数学检验就是，看该参数的循环积分是否为零。
对焓的微分式来说，其循环积分：()dh du d pv =+⎰⎰⎰因为0du =⎰，()0d pv =⎰所以0dh =⎰，因此焓是状态参数。
而对于能量方程来说，其循环积分：q du pdv δ=+⎰⎰⎰虽然： 0du =⎰ 但是： 0pdv ≠⎰ 所以： 0q δ≠⎰ 因此热量q 不是状态参数。
4. 用隔板将绝热刚性容器分成A 、B 两部分（图2-13），A 部分装有1 kg 气体，B 部分为高度真空。
(完整版)工程热力学习题册有部分答案
第一篇工程热力学第一章基本概念及气体的基本性质第二章热力学第一定律一、选择题3、已知当地大气压P b , 真空表读数为Pv , 则绝对压力P 为（a ）。
(a) P=P b -Pv （b ）P=Pv -P b （c ）P=P b +Pv4、.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则测得的压差为( b )A.真空p v=0.08MpaB.表压力p g=0.08MPaC.真空p v=0.28MpaD.表压力p g=0.28MPa5、绝对压力p, 真空pv，环境压力Pa间的关系为( d )A.p+pv+pa=0B.p+pa－pv=0C.p－pa－pv=0D.pa－pv－p=06、气体常量R( d )A.与气体种类有关,与状态无关B.与状态有关,与气体种类无关C.与气体种类和状态均有关D.与气体种类和状态均无关7、适用于（ c ）(a) 稳流开口系统(b) 闭口系统(c) 任意系统(d) 非稳流开口系统8、某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（c ）正确。
(a) ds ＞δq/T （b ）ds ＜δq/T （c ）ds=δq/T9、理想气体1kg 经历一不可逆过程，对外做功20kJ 放热20kJ ，则气体温度变化为（b ）。
(a) 提高（b ）下降（c ）不变10、平衡过程是可逆过程的（b ）条件。
(a) 充分（b ）必要（c ）充要11、热能转变为机械能的唯一途径是通过工质的（ a ）(a) 膨胀(b) 压缩(c) 凝结(d) 加热13、经历一不可逆循环过程，系统的熵（ d ）(a) 增大（b ）减小（c）不变（d ）可能增大，也可能减小14、能量方程适用于（ d ）(a) 只要是稳定流动，不管是否为可逆过程（b）非稳定流动，可逆过程(c) 非稳定流动，不可逆过程(d) 任意流动，任意过程15、理想气体可逆绝热过程中的技术功等于（a ）(a) －△ h （b ）u 1 -u 2 （c ）h 2 -h 1 （d ）－△ u16、可以通过测量直接得到数值的状态参数（ c ）(a) 焓(b) 热力学能(c) 温度(d) 熵18、若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的△S 必( b )可逆过程△S。
工程热力学(第五版)课后习题(全章节)论述
工程热力学(第五版)习题答案工程热力学（第五版）廉乐明 谭羽非等编中国建筑工业出版社第二章 气体的热力性质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 /3v 1=ρ＝1.253/m kg （3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积MvMv ＝p TR 0＝64.27kmol m /32-3．把CO2压送到容积3m3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CO2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CO2的质量1111RT v p m =压送后储气罐中CO2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CO2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 m3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 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(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 m3，充入容积8.5 m3的储气罐内。
工程热力学第二章 习题解答
第二章 习题解答 2-1()36296.82731700.2630 m /kg 0.510RT pv RT v p ⨯+=⇒===⨯ 311 3.802 kg/m 0.2630v ρ=== 2-2 （1）08314296.93 J/kg K 28R R M ===⋅ （2）30296.932730.8 m /kg 101325RT v p ⨯=== 311 1.25 kg/m 0.8v ρ=== （3）()306831450027364.27 m /kmol 0.110M R T V p ⨯+===⨯ 2-3储气罐内原有CO 2质量：()()3111101.32530103 6.558 kg 188.927345g p V m RT +⨯⨯===⨯+ 充气后的CO 2质量：()()3222101.32530010318.582 kg 188.927370g p V m RT +⨯⨯===⨯+ 充入的CO 2质量：2118.582 6.55812.024 kg m m m ∆=-=-=2-4()621212100.07 1.626 kg 287300p p V m m m RT -⨯⨯∆=-===⨯ 2-5010101325300388 kg/h 287273p V m RT ⨯===⨯ 3299.310300346 kg/h 287273pV m RT ⨯⨯===⨯2-6充入的空气在室外状态下体积：()3220.80.18.559.5 m 0.1pV V p -⨯∆=== 59.519.83 min 3τ== 2-7()()350011011010014310115.210 1.0210273101325300273 5.57310 m /hp V pVT pV V T T p T +⨯⨯⨯⨯=⇒==⨯+=⨯ 2-8 表压力：230009.807234 kPa 0.44g p π⨯==⨯ 101234335 kPa g p B p =+=+=（1）压力不变()2211227318582 K V T T V ==⨯+==309℃ （2）32232875820.5 m /kg 33510RT v p ⨯===⨯ （3）终态：32211 2 kg/m 0.5v ρ=== 初态：3122 4 kg/m ρρ==2-9（1）613.7100.057.693 kg 296.8300pV m RT ⨯⨯===⨯ （2）1222112116.5300361 K 13.7p V p V p T T T T p =⇒==⨯= 2-10111m RT V p = 6212126212250.361030318.6 kg 0.510293p V m p T m RT p T ⨯⨯⨯====⨯⨯2-11333440.15243.140.00185 m 332V R π⎛⎫==⨯⨯= ⎪⎝⎭ 537.6100.001852083 J/kg K 2.2510300pV R mT -⨯⨯===⋅⨯⨯ 该气体为氦气2-12 其他条件相同时，压力低、温度高所需体积大。
工程热力学课后题答案
工程热力学习题解答工程热力学习题解答第1章 基本概念基本概念1-1体积为2L 的气瓶内盛有氧气2.858g，求氧气的比体积、密度和重度。
解：氧气的比体积为3310858.2102−−××==m V v =0.6998 m 3/kg密度为vm V 110210858.233=××==−−ρ=1.429 kg/m 3重度80665.9429.1×==g ργ=14.01 N/m 31-2某容器被一刚性器壁分为两部分，在容器的不同部分安装了测压计，如图所示。
压力表A 的读数为0.125MPa，压力表B 的读数为0.190 MPa，如果大气压力为0.098 MPa，试确定容器两部分气体的绝对压力可各为多少？表C 是压力表还是真空表？表Ｃ的读数应是多少？解：设表A、B、C 读出的绝对压力分别为A p 、B p 和C p 。
则根据题意，有容器左侧的绝对压力为=+=+==125.0098.0gA b A p p p p 左0.223 MPa 又∵容器左侧的绝对压力为gB C B p p p p +==左 ∴033.0190.0223.0gB C =−=−=p p p 左 MPa＜b p∴表C 是真空表，其读数为033.0098.0C b vC −=−=p p p =0.065 MPa 则容器右侧的绝对压力为=−=−=065.0098.0vC b p p p 右0.033 MPa1-3上题中，若表A 为真空表，其读数为24.0kPa，表B 的读数为0.036 MPa，试确定表C 的读数。
解：则根据题意，有容器左侧的绝对压力为=−=−==024.0098.0vA b A p p p p 左0.074 MPa 若表B 为压力表，则容器左侧的绝对压力为gB C B p p p p +==左 ∴038.0036.0074.0gB C =−=−=p p p 左 MPa＜b p∴表C 是真空表，其读数为038.0098.0C b vC −=−=p p p =0.060 MPa 则容器右侧的绝对压力为=−=−=060.0098.0vC b p p p 右0.038 MPa 若表B 为真空表，则容器左侧的绝对压力为vB C B p p p p −==左习题1-2图∴110.0036.0074.0vB C =+=+=p p p 左 MPa＞b p∴表C 是压力表，其读数为098.0110.0b C gC −=−=p p p =0.012 MPa1-4由于水银蒸气对人体组织有害，所以在水银柱面上常注入一段水，以防止水银蒸气发生。
工程热力学第2章课后习题答案
2016.09.27 工热第 02 章课后作业2-1一汽车在1h内消耗汽油34.1L，已知汽油的发热量为44000kJ/kg，汽油密度为750kg/m3。
测得该车通过车轮输出的功率为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：34.1 10 -3 750 44000 10 3 5P油==3.1258 10 W3600P散热=P油P车 3.1258 10 5 64 10 =3.1258 10 35W 点评：大家做题的时候，所有不标准的单位全部换算到国际制单位，不要出现 kJ/h 这种写法。
2-10 空气在压气机中被压缩，压缩前空气的参数是p1=0.1MPa、v1=0.845m3/kg；压缩后的参数是p2=0.8MPa、v2=0.175m3/kg。
设在压缩过程中 1kg 空气的热力学能增加 139.0kJ，同时向外放出热量 50kJ。
压气机每分钟产生压缩空气 10kg。
试求：（1）压缩过程中对1kg 空气作的功；（2）每产生 1kg 压缩空气所需的功（技术功）；（3）带动此压气机要用多大功率的电动机？解：Q U w w Q U 50 103 139 10 3 1.89 10 5Jd pv p v v p d d w w t pv 1.89 10 5 0.8 10 6 0.1750.1 10 60.845 2.445 10 5JP C q w mt 2.445 10 5 4.075 10 4 W2-19 医用氧气袋中空时呈扁平状态，内部容积为零。
接在压力为 14Mpa、温度为 17℃的钢质氧气瓶上充气。
充气后氧气袋隆起，体积为 0.008m3，压力为 0.15MPa，由于充气过程很快，氧气袋与大气换热可以忽略不计，同时因充入氧气袋内的气体质量与钢瓶内的气体质量相比甚少，故可以认为钢瓶内氧气参数不变。
设氧气可以视为理想气体，其热力学能可表示为u=0.657{T}k kJ/kg，焓与温度的关系为h=0.917{T}k kJ/kg，求充入氧气袋内氧气的质量。
工程热力学习题解答(冯青 李世武 张丽主编)
∆t 100 =5.00 ℃/cm = ∆z 24 − 4 ∆t 1）在室温为22℃时水银柱的长度为 z0 + t / = 4 + 22 / 5 = 8.4 cm ∆z ∆t 2）水银柱的长度为25.4cm时，溶液的温度为 t = ( z − z0 ) × = ( 25.4 − 4) × 5 = 107 ℃ ∆z
1-11 在汽缸中的气体进行一可逆过程由状态 1 变化到状态 2 时，其状态变化关系为
pv n = p1v1 = p2 v 2 = 常量，其中 n 为常量。试证明气体所做的体积功为
n
n
w12 =
2 2 2
1 ( p1v1 − p2 v 2 ) n −1
1 1 1 C pv v n dv 证： w12 = ∫ pdv = ∫ n dv = ∫ p1v1 = p1v1n ( n −1 − n −1 ) = 1 1 [1 − ( 1 ) n −1 ] n v v n − 1 v1 v2 n −1 v2 1 1 1
= 1 ( p1v1 − p2 v2 ) n −1
1-12 上题中气体若为空气， n = 1.5 ， T1 = 300 K， T2 = 500 K。求体积功的大小。并说明 其中对空气 Rg =0.287KJ/ （kg 它是膨胀功还是压缩功。 （利用理想气体状态方程 pv = RgT ， ﹒K） ） 。 解：由理想气体状态方程 pv = RgT 代入功表达式得
= 745 × 133.322 + 50 × 9.80665 + 700 × 133.322
习题 1-4 图
=193140.6 Pa=0.1931406 MPa 1-5水银温度计浸在冰水中时的水银柱长度为4.0cm，浸在沸水中时的水银柱长度为24.0cm。 试求： 1）在室温为22℃时水银柱的长度为多少？ 2）温度计浸在某种沸腾的化学溶液中时，水银柱的长度为25.4cm，求溶液的温度。 解：假设水银柱长度随温度线性增加。则
工程热力学02章习题提示与答案
工程热力学02章习题提示与答案习题提示与答案第二章热力学第一定律2-1 一辆汽车在1.1 h 内消耗汽油37.5 L ，已知通过车轮输出的功率为64 kW ，汽油的发热量为44 000 kJ/kg ，汽油的密度为0.75 g/cm 3，试求汽车通过排气、水箱散热及机件的散热所放出的热量。
提示：汽车中汽油燃烧放出的热量除了转换成通过车轮输出的功率外，其余通过排气、水箱及机件放给外界。
答案：kJ 1084.952?-=Q。
2-2 一台工业用蒸汽动力装置，每小时能生产11 600 kg 蒸汽，而蒸汽在汽轮机中膨胀作功输出的功率为3 800 kW 。
如果该装置每小时耗煤1 450 kg ，煤的发热量为30 000 kJ/kg ，而在锅炉中水蒸气吸收的热量为2 550 kJ/kg 。
试求：(1)锅炉排出废烟气带走的能量；(2)汽轮机排出乏汽带走的能量。
提示：(1)废气带走的热量和锅炉中水蒸气吸热量之和等于煤燃烧放出的热量。
(2) 水蒸气在锅炉中的吸热量等于汽轮机输出功量与汽轮机乏汽带走的能量之和。
答案： kJ/h 10392.17g ?-=Q，kJ/h 1059.17w ?-=Q 。
2-3 夏日室内使用电扇纳凉，电扇的功率为0.5 kW ，太阳照射传入的热量为0.5 kW 。
当房间密闭时，若不计人体散出的热量，试求室内空气每小时热力学能的变化。
提示：取密闭房间内的物质为热力学系统。
答案：ΔU =3 600 kJ/h 。
2-4 某车间中各种机床的总功率为100 kW ，照明用100 W 电灯50盏。
若车间向外散热可忽略不计，试求车间内物体及空气每小时热力学能的变化。
提示：取密闭车间内的物质为热力学系统。
答案：ΔU =3.78×105 kJ/h 。
2-5 人体在静止情况下每小时向环境散发的热量为418.68 kJ 。
某会场可容纳500人，会场的空间为4 000 m 3。
已知空气的密度1.2 kg/m 3，空气的比热容为1.0 kJ/(kg ·K)。
工程热力学思考题答案,第二章
第二章热力学第一定律1.热力学能就是热量吗?答：不是，热是能量的一种，而热力学能包括内位能,内动能，化学能，原子能，电磁能,热力学能是状态参数，与过程无关，热与过程有关。
2.若在研究飞机发动机中工质的能量转换规律时把参考坐标建在飞机上，工质的总能中是否包括外部储能?在以氢氧为燃料的电池系统中系统的热力学能是否包括氢氧的化学能？答：不包括,相对飞机坐标系，外部储能为0；以氢氧为燃料的电池系统的热力学能要包括化学能,因为系统中有化学反应3.能否由基本能量方程得出功、热量和热力学能是相同性质的参数结论？答:不会,Q U W∆为热力学能的差值，非热力学能,热力学能=∆+可知，公式中的U为状态参数,与过程无关。
4.刚性绝热容器中间用隔板分为两部分,A 中存有高压空气，B中保持真空，如图２－1所示。
若将隔板抽去，分析容器中空气的热力学能如何变化?若隔板上有一小孔，气体泄漏入 B 中,分析A、Ｂ两部分压力相同时A、B 两部分气体的热力学能如何变化？答:将隔板抽去,根据热力学第一定律q u ww=所以容器=∆+其中0q=0中空气的热力学能不变。
若有一小孔，以Ｂ为热力系进行分析2122222111()()22f f cv j C C Q dE h gz m h gz m W δδδδ=+++-+++只有流体的流入没有流出，0,0j Q W δδ==忽略动能、势能cv l l dE h m δ=l l dU h m δ=l l U h m δ∆=。
B 部分气体的热力学能增量为U ∆，A 部分气体的热力学能减少量为U ∆5.热力学第一定律能量方程式是否可以写成下列两种形式：212121()()q q u u w w -=-+-,q u w =∆+的形式，为什么?答:热力学第一定律能量方程式不可以写成题中所述的形式。
对于 q u w =∆+只有在特殊情况下，功w 可以写成pv 。
热力学第一定律是一个针对任何情况的定律，不具有ｗ =pv 这样一个必需条件。
工程热力学第二章答案
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44 000 kJ/kg ，汽油密度0.75g/cm 3。
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33334.110m 750kg/m 44000kJ/kg 1125300kJQ −=×××=汽车散发热量out 3600(1125300643600)kJ/h 894900kJ/hQ Q W =−×=−×=2−2 质量为1 275 kg 的汽车在以60 000 m /h 速度行驶时被踩刹车止动，速度降至20 000 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22car 2121()()02m c c U U E −+−=Δ= 160000m 16.67m/s 3600sc ==，220000m 5.56m/s 3600sc ==21s ,s b ,b 21()()V V U U m c m c t t −=+−22car 2121s ,s b ,b 22()()2()1275kg [(16.67m/s)(5.56m/s)]65.9C2[0.5kg 1.1kJ/(kg K)4kg 0.46kJ/(kg K)]V V m c c t t m c m c −−=−+×−=−=××⋅+×⋅D 2−3 1kg 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 。
工程热力学课后题答案
kg/m3
假设在烟囱出口处烟囱内外压力相等。则以烟囱外地面处为大气压计算，烟囱内部底部 的真空度为
pv = ρ空 gz − ρ烟 gz =（ρ空 − ρ烟）gz =（1.1891 − 0.735）× 9.81× 30 = 133.6 Pa
1-9设某一气体的状态方程为 f ( p, v, T ) = 0 ，试证明：
=
0.1 +
5 3 ({V }m3
− 0.3)
=
−0.4 +
5 3 {V }m3
，如图所示。
（2）该过程中气体所做的功为
∫ ∫ W12
=
2 1
pdV
= V2 ( 5V V1 3
− 0.4) ×106 dV
= [5 × 3
1 2
× (V22
− V12 ) − 0.4 × (V2
− V1)] ×106
= [ 5 × (0.332 − 0.32 ) − 0.4 × (0.33 − 0.3)] ×106 = 3.75 KJ 6
试求：
1）在室温为22℃时水银柱的长度为多少？
2）温度计浸在某种沸腾的化学溶液中时，水银柱的长度为25.4cm，求溶液的温度。
解：假设水银柱长度随温度线性增加。则
1℃间隔的水银柱长度为
∆t ∆z
=
100 24 − 4
=5.00
℃/cm
1）在室温为22℃时水银柱的长度为 z0
+t/
∆t ∆z
=
4 + 22 / 5 = 8.4
习题 1-2 图
解：设表 A、B、C 读出的绝对压力分别为 pA 、 pB 和 pC 。
则根据题意，有
容器左侧的绝对压力为 p左 = pA = pb + pgA = 0.098 + 0.125 = 0.223 MPa
工程热力学(第五版)课后习题答案(全章节)
工程热力学(第五版)习题答案工程热力学（第五版）廉乐明 谭羽非等编 中国建筑工业出版社第二章 气体的热力性质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 /3v 1=ρ＝1.253/m kg（3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积MvMv ＝p T R 0＝64.27kmol m/32-3．把CO2压送到容积3m3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CO2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CO2的质量1111RT v p m =压送后储气罐中CO2的质量2222RT v p m =根据题意容积体积不变；R ＝188.9g1（1）g 2 （2） 27311+=t T （3） 27322+=t T（4）压入的CO2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 m3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 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(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 m3，充入容积8.5 m3的储气罐内。
工程热力学第二章习题详解
=
1kg × 260J/(kg ⋅ K) × 300.15K 0.5×106 Pa
=
0.1561m3
代入(a)
V2 = 2V1 = 0.3122m3
c2 = 2× (54.09J/kg ×1kg ×103 − 0.1×106 Pa × 0.1561m3 ) /10kg = 87.7m/s
2-3 气体某一过程中吸收了 50J 的热量，同时，热力学能增加 84J，问此过程是膨胀过程还是 压缩过程？对外作功是多少 J？
= 979J = 0.98kJ
Q = ∆U +W = 3.90kJ + 0.98kJ = 4.88kJ
2-8 有一橡皮球，当其内部气体的压力和大气压相同，为 0.1MPa 时呈自由状态，体积为
0.3m3 。气球受火焰照射而受热，其体积膨胀一倍，压力上升为 0.15MPa ，设气球的压力与
体积成正比。试求：（1）该过程中气体作的功；（2）用于克服橡皮气球弹力所作的功，若初
解 （1） p1 = pe,1 + pb = 9MPa + 0.101325MPa = 9.1MPa
p2 = pb − pv,2 = 0.101325MPa − 0.0974MPa = 0.3925×10−2 MPa
（2） 据稳流能量方程
Q = ∆H + Wt 每小时技术功
Pt =ψ − ∆H& =ψ − qm∆h = −6.81×105 kJ/h − 40×1000kg/h × (3441− 2248)kJ/kg = 4.704×107 kJ/h
第二章 热力学第二定律
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 。
工程热力学(第五版)课后习题答案(全章节)
工程热力学(第五版)习题答案工程热力学（第五版）廉乐明 谭羽非等编 中国建筑工业出版社第二章 气体的热力性质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 /3v 1=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CO2压送到容积3m3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CO2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CO2的质量1111RT v p m =压送后储气罐中CO2的质量2222RT v p m =根据题意容积体积不变；R ＝188.9Bp p g +=11 （1） Bp p g +=22（2） 27311+=t T （3） 27322+=t T（4）压入的CO2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 m3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 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(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 m3，充入容积8.5 m3的储气罐内。
工程热力学第三版曾丹苓第二章习题及答案
（2） 当系统沿曲线途径从 b 返回 到初始状态 a 时，外界对系统做功 20kJ.求此时系统与外界 交换的热量和热流的方向。 （3）Ua=0、Ud=42kJ 时，过程 a - d 和 d – b 中系统与外 界交换的热量又是多少？ 解： （1）由能量守恒定律，
途径 a-c-b: U=Q1-Wa-c-b=84-32=52kJ 途径 a-d-b: Q2=U+Wa-d-b=52+10=62kJ 即途径 a-d-b 时，进入系统的热量为 62kJ。 (2)从 b-a：Q3=U+Wb-a=-52-20=-72kJ 即系统向外界放热 72kJ. （3）由 U=52kJ、Ua=0、Ud=42kJ 则：Ub=52kJ 、Ua-d=42kJ、Ud-b=10kJ
3
故｛T2｝k=｛u2｝kJ/kg/0.72=301.8/0.72=419.2K 2-13 某制冷装置，由冷藏室向制冷机的传热量为 8000KJ/h，制 冷机输入功率为 1KW，试确定制冷机的 COP。 解：COP=从低温热源吸取的热量/损耗的功 =8000KJ/h÷（1KW×3600S） =2.2 2-14 某热泵（图 2-20） ，其 COP 为 3.5，净功输入为 5000KJ， 试确定 Qin 及 Qout。 解：∵COP=向热源输送的热量/损耗的功=Qout/W ∴Qout=COP·W=3.5×5000KJ=17500KW Qin=Qout－W=17500KJ－5000KJ=12500KJ
Rg T v
vi
dv R g TIN
vf vi
w w1 w2 R g TIN
(v f b )v i (v i b )v f
因为 v f 比 vi 大，所以 w>0 即 理想气体作的功要少。 2-7 如图 2-18 所示，某封闭系统沿 a –c -b 途径由状态 a 变化 到状态 b 时，吸入热量 84kJ，对外 做功 32kJ。 （1）若沿途径 a – d - b 变化是 对外做功 10kJ， 求此时进入系统的 热量。
西工大(冯青) 工程热力学作业答案 第二章
解：(1) P1V1 = nRT1 → V1 =
nRT1 50 300 = × 8.314 × = 0.043 m3 5 P1 29 1 × 10
∴V A1 = VB1 = 0.043 m3
取 B 内气体为热力系，该热力系质量未变
∴
PB1VB1 TB1
=
PB2VB2 TB2
， TB1 = TB2 → VB2 =
p = aV + b ，其中 a, b 均为常数。 {u}kJ/kg = 1.5{p}kPa {v}m3/kg − 85
试求：(1) 过程中气体的热力学能增加了多少？；(2) 过程中的传热量 解： （1）取该气体为热力系，设其质量为 m ，则 初态下热力学能 末态下热力学能
U 1 = mu1 = m(1.5{p1 }kPa {v1 }m3/kg − 85) = 1.5 p1V1 − 85m U 2 = mu2 = m(1.5{p2 }kPa {v 2 }m3/kg − 85) = 1.5 p2V2 − 85m
（2）对于变比热，若采用平均比热法
= q q = 45 × (C Q m p pm
t2 0
⋅ t 2 − C pm
t1 0
⋅ t1 )
= 45 × (1.0227 × 867 − 0.94805 × 287) = 27656.57 kW
对于变比热，若采用焓温表法
= q q = q ( h − h ) = 45 × (1207.57 − 565.17) = 28908 kW Q m p m 2 1
' '
0 = ( mu ′ − m0 u0 ) + 0( h + − ( m − m0 )( h +
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第二章 习题解答2-1()36296.82731700.2630 m /kg 0.510RT pv RT v p ⨯+=⇒===⨯311 3.802 kg/m0.2630vρ===2-2（1）08314296.93 J/kg K 28R R M ===⋅ （2）30296.932730.8 m /kg 101325RT v p⨯===311 1.25 kg/m0.8v ρ===（3）()306831450027364.27 m /km ol 0.110M R T V p⨯+===⨯2-3储气罐内原有CO 2质量：()()3111101.32530103 6.558 kg 188.927345g p V m RT +⨯⨯===⨯+充气后的CO 2质量：()()3222101.32530010318.582 kg 188.927370g p V m RT +⨯⨯===⨯+充入的CO 2质量：2118.582 6.55812.024 kgm m m ∆=-=-=2-4()621212100.07 1.626 kg 287300p p Vm m m RT-⨯⨯∆=-===⨯2-5010101325300388 kg/h 287273p V mRT ⨯===⨯3299.310300346 kg/h 287273pV mRT⨯⨯===⨯2-6充入的空气在室外状态下体积：()3220.80.18.559.5 m0.1pV V p -⨯∆===59.519.83 m in3τ==2-7()()35001101101014310115.210 1.0210273101325300273 5.57310 m /hp V p V T p V V T T p T +⨯⨯⨯⨯=⇒==⨯+=⨯ 2-8表压力：230009.807234 kPa0.44g p π⨯==⨯101234335 kPag p B p =+=+=（1）压力不变()2211227318582 KV T T V ==⨯+==309℃（2）32232875820.5 m /kg 33510RT v p⨯===⨯（3）终态：322112 kg/m0.5v ρ===初态：31224 kg/m ρρ==2-9（1）613.7100.057.693 kg 296.8300pVm RT ⨯⨯===⨯ （2）1222112116.5300361 K 13.7p V p V p T T T T p =⇒==⨯= 2-10111m RT V p =6212126212250.361030318.6 kg0.510293p V m p T m RT p T ⨯⨯⨯====⨯⨯2-11333440.15243.140.00185 m 332V R π⎛⎫==⨯⨯= ⎪⎝⎭537.6100.001852083 J/kg K 2.2510300pV R mT-⨯⨯===⋅⨯⨯该气体为氦气2-12 其他条件相同时，压力低、温度高所需体积大。
3615287333 2.867 m 0.510mRT V p⨯⨯===⨯2-133001101100101100531.2683.7273638.6 m101325290p V p V T p V V T T p T ⨯⨯=⇒===⨯同理：3110001100531.2683.7273611.2 m101325303p V T V p T ⨯⨯===⨯2-14（1）平均比热()()25025210061.0155250 1.0045253500 1.293 1.03510 kJp pmpmQ c t c t V ρ=-=⨯-⨯⨯⨯=⨯（2）真实比热()()2122312315232340012329822333446922.422.422.423452329828.106523298 1.9665103500222.45232985232984.80210 1.96611034 1T p p T V V Q M c dT aa T a T a TdTV T T T a T a a a ---==+++⎛⎫=+++ ⎪⎝⎭⎡⎤-⨯-+⨯⨯+⎢⎥⎢⎥=--⎢⎥⨯⨯-⨯⨯⎢⎥⎣⎦=⎰⎰6.04010 kJ⨯（3）定值比热0778.31429.10 kJ/km ol K22p M c R ==⨯=⋅329.101.299 kJ/m K 22.422.4pp M c c '===⋅()()6021 1.299350025025 1.02310 kJ p p Q c V t t '=-=⨯⨯-=⨯2-15（1）定值比热0558.31420.8 kJ/km ol K 22v M c R ==⨯=⋅320.80.93 kJ/m K 22.422.4vv M c c '===⋅ ()()0210.93 2.80640201614 kJ v vQ c V t t '=-=⨯⨯-=（2）真实比热()()()()212230123191323400012329322333446922.422.422.423491329325.4778.31491329315.2022102.8222.49132939132935.061810 1.31171034T v v T V V Q M c dT a R a T a T a TdTV T T T a R T a a a ---==-+++⎡⎤=-+++⎢⎥⎣⎦⎡---+⨯⋅⎢⎢=--⎢-⨯⨯+⨯⋅⎢⎣⎰⎰ 1914 kJ⎤⎥⎥⎥⎥⎦=（3）平均比热2000.9166 kJ/kg Kpmc =⋅，2000.91660.25980.6568 kJ/kg K vm c =-=⋅64000.9978 kJ/kg Kpmc =⋅，64000.99780.25980.738 kJ/kg Kvmc =-=⋅3000101325 1.429 kg/m259.8273p RT ρ===⨯()640202100v vmvm Q c t c t V ρ=-2-16（1）60.04750133.32100.14 M P a g b p p p -=+=+⨯⨯=2222220.4440.2280.43236iiC O C O N N O O M x Mx M x Mx M ==++=⨯+⨯+⨯=∑60.141047.507 kg 230.94323pV m RT⨯⨯===⨯（2）630000.14104273 4.671 m101325323pVT V p T⨯⨯⨯===⨯2-17 22221128.840.2320.7683228O N O N M g g M M===++08314288.3 J/kg K28.84R R M ===⋅22228.840.23220.9%32i i O O iO MM r g r g M M =⇒==⨯= 22228.840.76879.1%28N N N M r g M==⨯=322.40.777 m /kg28.84M V v M ===3111.287 kg/m0.777v ρ===2-18 （1）0.97160.006300.0018440.0019580.002440.01832816.49iiM r M==⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∑316.490.736 kg/m 22.4M M V ρ===（2）() 101.325 kPa i i p r p p ==4C H 0.97101.32598.285 kPa p =⨯=26C H 0.006101.3250.608 kPa p =⨯=38C H 0.0018101.3250.182 kPa p =⨯= 410C H 0.0019101.3250.193 kPa p =⨯=2C O 0.002101.3250.203 kPa p =⨯= 0.0183101.325 1.854 kPap =⨯=2-19（1）30.5518.237319.33 M P a510m R T p V-⨯⨯===⨯（2）33510160.16 m /kmol 0.5M V V M v Mm-⨯===⨯=查得：620.2285 m MPa/kmol a =，30.04269 m /kmol b =602283143730.22851017.51 M Pa0.160.042690.16M MR T a p V bV ⨯⨯=-=-=--2-203001161010132512030.00377 m2010273p V T V p T ⨯⨯===⨯⨯查表2-5，N 2：126.2 K c T =， 3.39456 M Pa c p = 对比参数：20 5.93.39456r cp p p ===，203 1.6126.2r cT T T ===查得：0.92z =3210.920.003770.00347 mV zV ==⨯=2-21查表2-5，O 2：154.8 K c T =， 5.07663 M Pa c p = 对比参数： 4.40.875.07663r cp p p ===，185 1.2154.8r cT T T ===查得：0.8z =3060.883141850.28 m /kmol 4.410M zR T V p⨯⨯===⨯。