工程热力学课后作业答案(第七章)第五版
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工程热力学课后作业答案第五版全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＝pTR 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的储气罐内。
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⼯程热⼒学课后作业答案第五版全2-2.已知N2的M = 28，求（1）N2的⽓体常数；（2）标准状态下N2的⽐容和密度；（3）p O.IMPa , t 500 C 时的摩尔⾕积Mv。
解：（1）N2的⽓体常数R Ro 8314= 296.9 J /(kg ? K)M 28（2）标准状态下N2的⽐容和密度压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p1v1m1RT1压送后储⽓罐中c p2v2m2RT2根据题意Mv =空=64.27 m3 / kmolP2- 3.把CO2压送到容积3m3 的储⽓罐⾥，起始表压⼒P g1 30 kPa ,终了表压⼒P g2 0.3 Mpa，温度由t1 = 45 C 增加到t2 = 70 C。
试求被压⼊的CO2的质量。
当地⼤⽓压⼊的CO2的质量m m1 m2 —回）（5）R T2 T1 '将（1）、⑵、⑶、⑷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27 C ,⼤⽓压降低到容积体积不变; R = 188.9RT vP 296?9 273 = 0.8m3/kg101325 p1 Pg1B(1)-=1.25 kg / m3v(3) p 0.1MPa , t 500 C时的P2T1 t1 273摩尔容积Mv T2 t2 273 CO2的质量CO2的质量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m ml m2 丫（史已型（空R T2 T1 287 300 =41.97kg2-6空⽓压缩机每分钟⾃外界吸⼊温度为15 C 、压⼒为0.1MPa 的空⽓3 m 3,充⼊容积8.5 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0.7MPa ?设充⽓过程中⽓罐内温度不变。
解：热⼒系：储⽓罐。
工程热力学课后题答案
答案
第三章理想气体及其混合物
1.把 压送到体积为 的贮气罐内。压送前贮气罐上的压力表读数为 ，温度为 ，压送终了时压力表读数为 ，温度为 。试求压送到罐内的 的质量。大气压力为 。
4.锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角 ，压力计中使用 的煤油，斜管液体长度 ，当地大气压力 ，求烟气的绝对压力（用 表示）解：
5.一容器被刚性壁分成两部分，并在各部装有测压表计，如图2-28所示，其中 为压力表，读数为 ， 为真空表，读数为 。若当地大气压 ，求压力表 的读数（用 表示）
解
由
2.体积为 的某钢性容器内盛有了 的氮气。瓶上装有一排气阀，压力达到 时发门开启，压力降到 时关闭。若由于外界加热的原因造成阀门开启，问：
(1)阀门开启时瓶内气体温度为多少？
(2)因加热造成阀门开闭一次期间瓶内氮气失去多少？设瓶内空气温度在排气过程中保持不变。
答案（1） ℃；（2）
3.氧气瓶的容积 瓶中氧气的表压力为 。问瓶中盛有多少氧气？若气焊时用去一半氧气，温度降为 ，试问此时氧气的表压力为多少（当地大气压力 ）
解
10.在体积为 的钢性容器内装有氮气。初态表压力为 ，温度为 ，问应加入多少热量才可使氮气的温度上升到 ？其焓值变化是多少？大气压力为 。
(1)按定值比热容计算；
(2)按真实比热容的多项式计算；
(3)按平均比热容表计算；
(4)按平均比热容的直线关系式计算。
解
（1）
（2）查得
（3）查得
（4）查得
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。
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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 /3 v 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 /3 2-3．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 压送后储气罐中CO2的质量 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。
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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。
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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。
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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 /3 v 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7章 习题提示和答案
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第七章 气体和蒸汽的流动
7-14 压力p1 =2MPa，温度t1 =500℃的蒸汽，经拉伐尔喷管流入压力为pb =0.1MPa的大空间 中，若喷管出口截面积A2=200mm2，试求：临界速度、出口速度、喷管质量流量及喉部截面积。
提 示 和 答 案 ： 同 上 题 。 ccr = 621.3m/s 、 cf 2 = 1237.7m/s 、 qm = 0.1383kg/s 、
Acr = 0.545×10−4 m2 。
7-15 压力p1 = 0.3MPa，温度t1 = 24℃的空气，经喷管射入压力为0.157MPa的空间中，应
用何种喷管？若空气质量流量为 qm = 4kg/s，则喷管最小截面积应为多少？
提示和答案：蒸气（如水蒸气、氨蒸气等）在喷管内流动膨胀其参数变化只能采用据第 一定律、第二定律直接导出的公式，不能采用经简化仅理想气体适用的公式。同时还要注意
判定蒸气的状态。本题查氨热力性质表，得 h1 和 v2 ，据能量方程，求得 h2 ，发现 h ' < h2 < h" ， 判定出口截面上氨为湿饱和蒸气，计算 x2 和 v2 后，求得 A2 = 8.58×10−6 m2 。
第七章 气体和蒸汽的流动
第七章 气体和蒸汽的流动
习题
7-1 空气以 cf = 180m/s 的流速在风洞中流动，用水银温度计测量空气的温度，温度计
上的读数是 70℃，假定气流通在温度计周围得到完全滞止，求空气的实际温度（即所谓热力 学温度）。
提示和答案： T* = T1 + cf2 /(2cp ) ，注意比热容的单位。 t1 = 53.88 o C
工程热力学课后作业答案(第七章)第五版
7-1当水的温度t=80℃，压力分别为0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa时，各处于什么状态并求出该状态下的焓值。
解：查表知道t=80℃时饱和压力为0.047359MPa。
因此在0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa时状态分别为过热、未饱和、未饱和，未饱和、未饱和。
焓值分别为2649.3kJ/kg，334.9 kJ/kg，335 kJ/kg，335.3 kJ/kg，335.7 kJ/kg。
7－2已知湿蒸汽的压力p=1MPa干度x=0.9。
试分别用水蒸气表和h-s图求出hx，vx，ux，sx。
解：查表得：h``＝2777kJ/kg h`=762.6 kJ/kgv``＝0.1943m3/kg v`＝0.0011274 m3/kgu``= h``－pv``=2582.7 kJ/kg u`＝h`－pv`=761.47 kJ/kgs``=6.5847 kJ/(kg.K) s`＝2.1382 kJ/(kg.K)hx＝xh``+(1-x)h`=2575.6 kJ/kgvx＝xv``+(1-x)v`=0.1749 m3/kgux＝xu``+(1-x)u`=2400 kJ/kgsx＝xs``+(1-x)s`=6.14 kJ/(kg.K)7-3在V＝60L的容器中装有湿饱和蒸汽，经测定其温度t＝210℃，干饱和蒸汽的含量mv=0.57kg，试求此湿蒸汽的干度、比容及焓值。
解：t＝210℃的饱和汽和饱和水的比容分别为：v``＝0.10422m3/kg v`＝0.0011726 m3/kgh``＝2796.4kJ/kg h`=897.8 kJ/kg湿饱和蒸汽的质量：解之得：x=0.53比容：vx＝xv``+(1-x)v`=0.0558 m3/kg焓：hx＝xh``+(1-x)h`=1904kJ/kg7－4将2kg水盛于容积为0.2m3的抽空了的密闭刚性容器中，然后加热至200℃试求容器中（1）压力；（2）焓；（3）蒸汽的质量和体积。
工程热力学课后答案
技术功：
wt = h1 − h2 = 3345kJ/kg − 2132kJ/kg = 1214kJ/kg
7-7 1kg 蒸汽，由初态 p1 = 2MPa ， x1 = 0.95 ，定温膨胀到 p2 = 1MPa ，求终点状态参数
t2、v2、h2、s2 及过程中对蒸汽所加入的热量 qT 和过程中蒸汽对外界所作的膨胀功 w。
7-5 某锅炉每小时生产 10000kg 的蒸汽，蒸汽的表压力为 pe = 1.9MPa ，温度 t1 = 350°C 。
设 锅 炉 给 水 的 温 度 为 t2 = 40°C ， 锅 炉 的 效 率 ηB = 0.78 。 煤 的 发 热 量 （ 热 值 ） 为
QP = 2.97 ×104 kJ/kg 。求每小时锅炉的煤耗量是多少？汽锅内水的加热和汽化、以及蒸汽的
∆s12 5.8316kJ/(kg ⋅ K)
7-10 图 7-14 所示的刚性容器容积为 3m3 ，内贮压力 3.5MPa 的饱和水和饱和蒸汽，其中汽和
水的质量之比为 1：9。若将饱和水通过阀门排出容器，使容 器内蒸汽和水的总质量减为原来的一半。若要保持容器内温度 不变，试求需从外界传入多少热量。
解： 由饱和水和饱和水蒸气表查得：
93
第七章 水蒸气
D = t − t3 = 400 oC − 234 oC = 166 °C 。
7-4 已知水蒸气的压力为 p = 0.5MPa ，比体积 v = 0.35m3 / kg ，问这是不是过热蒸汽？如果
不是，那是饱和蒸汽还是湿蒸汽？用水蒸气表求出其它参数。
解：利用水蒸气表 p = 0.5MPa 时， v′ = 0.0010925m3 / kg 、 v′′ = 0.37486m3 / kg ， 因 v′ < v < v′′ 所以该水蒸气不是过热蒸汽而是饱和湿蒸汽。 据同一表 ts = 151.867 oC 、 h′ = 640.35kJ/kg 、 h′′ = 2748.59kJ/kg 、
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。
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。
工程热力学课后作业答案(第七章)第
q=m(h``120-hx-vx(p2-p1))=817 kJ
7－9有一刚性容器，用一薄板将它分隔为
A、B两部分。在A中盛有1kg、压力pA＝0.5 MPa的干饱和蒸汽，B中盛有2kg pB＝1 MPa，x＝0.80的湿蒸汽。当隔板抽去后，经过一段时间容器中的压力稳定在p3＝0.7MPa。求
容积：
V=mv``=0.44601 m3
t＝80℃的饱和蒸汽参数
v`＝0. m3/kgv``＝3.4104m3/kg
h``＝2643.8kJ/kgh`=334.92 kJ/kg p2=0.047359MPa
比容：
＝0.89202 m3/kg
干度：
＝0.26
焓：
hx＝xh``+(1-x)h`=935.2kJ/kg
p＝1 MPa、x＝0.95的比容
查表饱和参数v``＝0.1943m3/kgv`＝0.m3/kg
0.18464 m3/kg
蒸汽体积流量：
＝0.077m3/s
输汽管的半径最小为＝0.0313m
内径：0.0626m
7-7某空调系统采用p＝0.3MPa、x＝0.94的湿蒸汽来加热空气。暖风机空气的流量为每小时4000标准m3，空气通过暖风机（从0℃）被加热到120℃。
求：
（1）可逆绝热膨胀时蒸汽的终参数及汽轮机所作的功；
（2）若蒸汽在汽轮机中为不可逆绝热膨胀，引起的熵产为0.25kJ/(kg.K)，则汽轮机作的功将为多少？
解：
查表p1=3MPa，t1=450℃的参数
h1=3344kJ/kg s1=7.083 kJ/(kg.K)
则绝热膨胀到p2=5kPa，s2=7.083 kJ/(kg.K)
h3=2680kJ/kg v3=1.706 m3/kg（u3=2509 kJ/kg）
工程热力学课后作业答案第五版
v
RT 296.9 273 ＝0.8 m 3 / kg p 101325
1 v
＝1.25 kg / m 3
（3） p 0.1MPa ， t 500 ℃时的摩尔容积 Mv
Mv ＝
R0 T ＝64.27 m 3 / kmol p
2-3．把 CO2 压送到容积 3m3 的储气罐里，起始表压力 p g1 30 kPa，终了表压力 p g 2 0.3 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 p1v1 m1 RT 1 压送后储气罐中 CO2 的质量 p 2v 2 m2 RT 2 根据题意 容积体积不变；R＝188.9
2-15 已知天然气的容积成分 rCH 4 97% ， rC2 H 6 0.6% ， rC3H 8 0.18% ， rC 4 H 10 0.18% ，
rCO 2 0.2% ， rN 2 1.83% 。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
(3) 若 加 热 有 阻 力 ， 结 果 1 仍 正 确 ； 但 在 加 热 器 中 的 吸 热 量 减 少 。 加 热 器 中
Q h2 h1 u 2 P2v2 (u1 P1v1) ，p2 减小故吸热减小。
3－11 一只 0.06m3 的罐， 与温度为 27℃、 压力为 7MPa 的压缩空气干管相连接， 当阀门打开， 空气流进罐内，压力达到 5MPa 时，把阀门关闭。这一过程进行很迅速，可认为绝热。储罐的 阀门关闭后放置较长时间，最后罐内温度回复到室温。问储罐内最后压力是多少？ 解：热力系：充入罐内的气体 由于对真空罐充气时，是焓变内能的过程 mh mu
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7-1当水的温度t=80℃，压力分别为0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa 时，各处于什么状态并求出该状态下的焓值。
解：查表知道 t=80℃时饱和压力为0.047359MPa 。
因此在0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa 时状态分别为过热、未饱和、未饱和，未饱和、未饱和。
焓值分别为2649.3kJ/kg ，334.9 kJ/kg ，335 kJ/kg ，335.3 kJ/kg ，335.7 kJ/kg 。
7－2已知湿蒸汽的压力p=1MPa 干度x=0.9。
试分别用水蒸气表和h-s 图求出h x ，v x ，u x ，s x 。
解：查表得：h``＝2777kJ/kg h`=762.6 kJ/kgv``＝0.1943m 3/kg v`＝0.0011274 m 3/kgu``= h``－pv``=2582.7 kJ/kg u`＝h`－pv`=761.47 kJ/kgs``=6.5847 kJ/(kg.K) s`＝2.1382 kJ/(kg.K)h x ＝xh``+(1-x)h`=2575.6 kJ/kgv x ＝xv``+(1-x)v`=0.1749 m 3/kgu x ＝xu``+(1-x)u`=2400 kJ/kgs x ＝xs``+(1-x)s`=6.14 kJ/(kg.K)7-3在V ＝60L 的容器中装有湿饱和蒸汽，经测定其温度t ＝210℃，干饱和蒸汽的含量m v =0.57kg ，试求此湿蒸汽的干度、比容及焓值。
解：t ＝210℃的饱和汽和饱和水的比容分别为：v``＝0.10422m 3/kg v`＝0.0011726 m 3/kgh``＝2796.4kJ/kg h`=897.8 kJ/kg 湿饱和蒸汽的质量：xm m v = `)1(``v x xv mV -+= 解之得：x=0.53比容：v x ＝xv``+(1-x)v`=0.0558 m 3/kg焓：h x ＝xh``+(1-x)h`=1904kJ/kg7－4将2kg 水盛于容积为0.2m 3的抽空了的密闭刚性容器中，然后加热至200℃试求容器中（1）压力；（2）焓；（3）蒸汽的质量和体积。
解：（1）查200℃的饱和参数h``＝2791.4kJ/kg h`=852.4 kJ/kgv``＝0.12714m 3/kg v`＝0.0011565m 3/kg饱和压力1.5551MPa 。
刚性容器中水的比容：22.0=v ＝0.1 m 3/kg<v`` 因此是湿蒸汽。
压力是饱和压力1.5551MPa 。
干度：````v v v v x x --=＝0.78 焓：h x ＝xh``+(1-x)h`=2364.8kJ/kg蒸汽的质量和体积：m v =x ×m=0.78×2=1.56kgV= m v ×v``＝0.19834m 37-5已知8 m 3的湿蒸汽，在p ＝0.9 MPa 时，其湿度（1－x ）＝0.65，求此湿蒸汽的质量与焓。
解：p ＝0.9 MPa 的饱和参数h``＝2773kJ/kg h`=742.6 kJ/kgv``＝0.21484m 3/kg v`＝0.0011213m 3/kg湿蒸汽的质量：=-+=`)1(``v x xv v 0.0759 m 3/kgvV m =＝105.4kg 焓：h=mh x ＝x(h``+(1-x)h`)=105.4×1453.24kJ =1.53×103 kJ7-6有一台采暖锅炉，每小时能生产压力p ＝1 MPa （绝对）、x ＝0.95的蒸汽1500kg 。
当蒸汽的流速c ≮25m/s 时，管道中的压力损失可以不计，求输汽管的内径最小应多大？ 解：p ＝1 MPa 、x ＝0.95的比容查表饱和参数v``＝0.1943m 3/kg v`＝0.0011274m 3/kg=-+=`)1(``v x xv v 0.18464 m 3/kg蒸汽体积流量： 3600mv v = ＝0.077m 3/s 输汽管的半径最小为 πc v r =＝0.0313m 内径：0.0626m7-7某空调系统采用p ＝0.3 MPa 、x ＝0.94的湿蒸汽来加热空气。
暖风机空气的流量为每小时4000标准m 3，空气通过暖风机（从0℃）被加热到120℃。
设蒸汽流过暖风机后全部变为p ＝0.3 MPa 的凝结水。
求每小时需要多少千克蒸汽（视空气的比热为定值）。
解：空气吸收的热量：12001.127328740001015⨯⨯⨯⨯⨯=∆=∆=t c RT pV t mc q p p ＝619000kJ/h p ＝0.3 MPa 的饱和参数：h``＝2725.5kJ/kg h`=561.4 kJ/kgp ＝0.3 MPa 、x ＝0.94蒸汽的焓h x ＝xh``+(1-x)h`=2595.7kJ/kg需要蒸汽=-=`h h q m s 304.28 kg /h 法二：湿蒸汽中起加热作用的仅为干饱和蒸汽t c m h h xm p a ∆=-`)``()4.5615.2725(*94.0120*005.1*293.1*4000-=m ＝306.6 kg /h 7-8气缸中盛有0.5kg 、t ＝120℃的干饱和蒸汽，在定容下冷却至80℃。
求此冷却过程中蒸汽放出的热量。
解：t ＝120℃的干饱和蒸汽参数：v``＝0.89202m 3/kg h``＝2706.6kJ/kg p1=0.19854MPa容积：V=mv``=0.44601 m 3t ＝80℃的饱和蒸汽参数v`＝0. 0010292m 3/kg v``＝3.4104m 3/kgh``＝2643.8kJ/kg h`=334.92 kJ/kg p2=0.047359MPa 比容：5.044601.0==m V v x ＝0.89202 m 3/kg 干度：````v v v v x x --=＝0.26 焓：h x ＝xh``+(1-x)h`=935.2kJ/kg放出的热量：q=m(h ``120-h x -v x (p2-p1))=817 kJ7－9有一刚性容器，用一薄板将它分隔为A 、B 两部分。
在A 中盛有1kg 、压力p A ＝0.5 MPa 的干饱和蒸汽，B 中盛有2kg p B ＝1 MPa ，x ＝0.80的湿蒸汽。
当隔板抽去后，经过一段时间容器中的压力稳定在p 3＝0.7 MPa 。
求（1）容器的总容积及终了时蒸汽的干度；（2）由蒸汽传给环境的热量。
解：（1）容器的总容积p A ＝0.5 MPa 的干饱和蒸汽参数v``＝0.37481m 3/kg h``＝2748.5kJ/kg u A ＝2561.1kJ/kgA 占容积：V A =m A v``=0.37481 m 3p B ＝1 MPa 的饱和蒸汽参数v``＝0.1943m 3/kg v`＝0.0011274m 3/kgh``＝2777kJ/kg h`＝762.6kJ/kgv B =xv``+(1-x)v`=0.155 m 3/kgh B ＝xh``+(1-x)h`=2374kJ/kgu B ＝2219kJ/kgB 占容积：V A =m B v=0.31 m 3总容积:V=V A +V B =0.685 m 30.7MPa 的饱和蒸汽参数v``＝0.27274m 3/kg v`＝0.0011082m 3/kgh``＝2762.9kJ/kg h`＝697.1kJ/kg 蒸汽比容：==mV v 0.228 m 3/kg 蒸汽干度：````v v v v x x --=＝0.84 （2）由蒸汽传给环境的热量终了时的焓：h x ＝xh``+(1-x)h`=2502kJ/kgu x ＝2342.4kJ/kgx B A B B A A u m m u m u m q )(+-+=＝-193.7 kJ7－10将1kgp1=0.6MPa ，t1=200℃的蒸汽在定压条件下加热到t2=300℃，求此定压加热过程加入的热量和内能的变化量。
若将此蒸汽再送入某容器中绝热膨胀至p3=0.1MPa ，求此膨胀过程所作的功量。
解：查表p1=0.6MPa ，t1=200℃h1=2850kJ/kg v1=0.352 m 3/kg （u1=2639 kJ/kg ）查表p2=0.6MPa ，t2=300℃h2=3061kJ/kg v2=0.4344 m 3/kgs2=7.372 kJ/(kg.K) （u2=2801 kJ/kg ）查表p3=0.1MPa ，s=7.372h3=2680kJ/kg v3=1.706 m 3/kg （u3=2509 kJ/kg ）定压过程加入的热量和内能变化量q=h2-h1=211kJ/kg)352.04344.0(106.02116-⨯⨯-=∆-∆=∆v p h u =162 kJ/kg绝热膨胀过程所作的功量)3322(32v p v p h h u w ---=∆-=＝292 kJ/kg7-11汽轮机进汽参数为：p1=3MPa ，t1=450℃，蒸汽在汽轮机中绝热膨胀到p2=5kPa 后排入冷凝器。
求：（1）可逆绝热膨胀时蒸汽的终参数及汽轮机所作的功；（2）若蒸汽在汽轮机中为不可逆绝热膨胀，引起的熵产为0.25kJ/(kg.K)，则汽轮机作的功将为多少？解：查表p1=3MPa ，t1=450℃的参数h1=3344kJ/kg s1=7.083 kJ/(kg.K)则绝热膨胀到p2=5kPa ，s2=7.083 kJ/(kg.K)时蒸汽的终参数t2=32.88℃ h2=2160kJ/kg v2=23.52 m 3/kg汽轮机所作的功=∆=h w t 1184 kJ/kg（2）不可逆绝热膨胀后的熵为s3=7.083 +0.25＝7.333kJ/(kg.K)p3=5kPa 蒸汽的终参数：h3=2236kJ/kg汽轮机所作的功 =∆=h w t 1108 kJ/kg7-12有一台工业锅炉，每小时能生产压力p1=1.4MPa ，t1=300℃的过热蒸汽10t 。
已知给水的温度25℃；从锅筒引出的湿蒸汽的干度x ＝0.96；湿蒸汽在过热蒸汽中再加热至300℃；煤的发热值为29400kJ/kg 。
试求（1）若锅炉的耗煤量B ＝1430kg/h ，求锅炉效率；（2）湿蒸汽在过热器中所吸收的热量及内能的变化量。
解：（1）煤的总发热量=⨯=294001430Q 42.042MkJ/hp1=1.4MPa ，t1=300℃的过热蒸汽的参数：h1=3040kJ/kg v1＝0.1823m 3/kg取水为定值比热，其的焓值：h0＝25×4.1868＝104 kJ/kg单位蒸汽吸热量：q=h1-h0=2936 kJ/kg总吸热量：==mq Q 229.36 MkJ/h 锅炉效率：==QQ 2η69.84％ （2）湿蒸汽的参数v 2＝0.136 m 3/kgh 2＝2708kJ/kg定压过程吸收的热量q=m(h1-h x )= 3.32MkJ内能的变化:)(v p h m u ∆-∆=∆=2.65MkJ7-13有一废热锅炉，进入该锅炉的烟气温度为t y1=600℃排烟温度为t y2=200℃。