习题讲解热工基础
热工基础_习题_解答
生物系统传输过程习题解答工程热力学第一章 热力学第一定律P18 （P23）1-1 解：大气压力a b P p 41.1006583224.133755=⨯=容器中气体的压力barP p a 3065.235.23065141.10065816.11999078.1000241.1006583224.133********.91020==++=+⨯+⨯=1-2 解：大气压力a b P p 41.1006583224.133755=⨯=容器中气体的绝对压力a vb P p p p 97.2066444.7999341.1006583224.13360041.100658=-=⨯-=-= 真空表的读数g b v mmH p p p 615)600755(770=--=-= 1-3 解：大气压力OmmH O mmH P P mmH p a a g b 2235.1012880665.919.9932519.993253224.133745745=÷==⨯==烟气的真空度a vb a v P p p p Om m H P gl gz p 66.9854053.78419.993258080665.953.78453.78430sin 2.080665.9108.030sin 23=-=-==÷==︒⨯⨯⨯⨯=︒⋅=⋅=ρρ1-6 解：气体膨胀所做的功kJ J V V p dV p pdV W V V V V 1801018.0)2.08.0(103.0)(6612112121=⨯=-⨯⨯=-===⎰⎰1-9 解：由已知条件得：JR dRR dR R R pdV W dRR dR R dV R V RKR KD p m P D p K KD p KD p V V R R a 87.2267)0016.0002563.0(102355)2.0225.0(1023554109420109420410750433434107502)/(103754.0101503443225.02.0433225.02.032322333311112121=-⨯⨯=-⨯⨯=⨯=⨯=⨯⨯===⨯==⨯===⨯=⨯===∴=⎰⎰⎰ππππ1-11 解：1.室内向室外每小时传出的热量为)/(33.833)/(3600103)/(10366s kJ s kJ h kJ =⨯=⨯ 2．车间各工作机器产生的热量为)/(400400s kJ kW= 3．室内电灯所产生的热量为)/(5510050s kJ kW W==⨯ 4．为使车间的温度维持不变，须供给车间的热量+室内机器和电灯产生的热量=向室外传出的热量 即：)/(10542.133.428)/(33.42833.83354006h kJ kW s kJ Q Q ⨯≈===++1-12 解：已知汽化潜热h r ∆=，根据稳定流动能量方程式 t w h q +∆=而定压过程中0=t w )/(2250kg kJh q =∆=∴ 又根据热力学第一定律的解析式)/(47.207153.178225010)001.0763.1(1013252250)()(31212kg kJ v v p q u v v p u w u q =-=⨯-⨯-=--=∆∴-+∆=+∆=- 1-19 解：设水蒸气的质量流量为水蒸气∙m 。
热工基础习题含参考答案
热工基础习题含参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、朗肯循环中工质在给水泵内发生是(____)过程。
A、等温B、等压C、等焓D、等熵正确答案：D2、提高循环热效率的途径有（）A、降低放热量B、提高散热量C、不要冷源D、提高吸热量正确答案：A3、在水蒸气的焓熵图上，(____)的等压线压力高。
A、左上方B、左下方C、右下方D、右上方正确答案：A4、朗肯循环是（）循环A、双热源B、单热源C、多热源D、无热源正确答案：C5、w是(____)的符号。
A、功B、比热量C、比功D、热量正确答案：C6、循环有(____)为0。
A、内能变化B、热C、功D、焓正确答案：A7、5Kg的蒸汽吸热10KJ，则比热量是(____)kJ/kg。
A、0B、1C、2D、0.5正确答案：C8、比20℃低的温度是(____)K。
A、395B、400C、350D、273正确答案：D9、蒸汽的焓越高，则内能就（）A、以上都不对B、越高C、越低D、不变正确答案：A10、热量的符号是（）A、qB、JC、αD、Q正确答案：D11、以下关于热力学第二定律的论述正确的是（）A、孤立系的熵可以减少B、能量不能凭空创造出来C、孤立系的能量在转换过程中有方向性D、闭口系的能量不变正确答案：C12、朗肯循环中，工质在汽轮机内发生( ）过程。
A、等焓B、等压C、等熵D、升温正确答案：C13、温度升高越大，则(____)越多。
A、功B、热C、显热D、热能正确答案：C14、在水蒸气定压产生过程的温熵图上，有 (____)段曲线。
A、2B、3C、0D、1正确答案：A15、不会提高朗肯循环平均吸热温度的是 (____)。
A、采用回热B、采用再热C、提高初压D、降低背压正确答案：D16、不一定提高朗肯循环热效率的是(____)。
A、降低背压B、提高初温C、热电联产D、采用再热正确答案：D17、下列说法正确的是(____)。
A、温度一定，压力越低，则过热蒸汽的焓越高B、熵一定，压力越低，则水蒸气的温度越低C、温度越高，则过热蒸汽的焓越高D、温度一定的湿饱和蒸汽，压力越高，其干度也越高正确答案：A18、蒸汽的压力越高，则焓就（）A、不变B、越低C、以上都不对D、越高正确答案：C19、在朗肯循环中，等压散热过程的下一过程是在(____)中完成的。
热工基础(第二版)课后习题部分答案 (2) 王平阳等编
=14，循环中的工质吸收热量 100KJ/Kg,定容过程和定压过程各占一半，压缩过
程的初始状q1 态 q为23100qK3P4a、c2v 7T℃3 ，T计2 算 c循p 环T4热T效3 率和输出净功。
7-5 解：
q1 依题意： 2
cv T3 T2 , q1 2
cp T4
T3
则： T3 T2 697.35K,T4 T3 498K
气以流率 4Kg/s 经压气机被压缩到 500KPa,燃气轮机入口温度为 900℃，计算压
气机耗功量，燃气轮机做功量、 压气机耗功量和燃气轮机做功量的比值、循环
热效率。（Cp=1.03 kK1J/(Kg.K),k=1.4）
7-8
解：T2
T1
p2 p1
k
464K
w cp T2 T1
k 1
k 1
4-5 为定熵膨胀：T5 p5 k T4 p4 k
5-1 为定容放热：
T1 p1
T5 p5
则： T5 800.07K
则：
ηt
1
T3
T5 T1
T2 k T4
T3
0.641
ηt
Wnet q1
Wnet
q1ηt
641kJ
/ kg
7-8 在燃气轮机定压加热理想循环中，压气机入口空气状态为 100KPa,20℃,空
2-11 有 5g 的氩气，经历热力学能不变的状态变化过程，初始状态为 P1=6.0× Pa,T1=600K,膨胀终了的体积 V2=3V1，氩气可以作为理想气体，比热容为定值， Rg=0.208KJ/(Kg.K),求终温终压及热力学能、焓和熵变。
2-13 刚性绝热气缸被一良好导热无摩擦的活塞分成两部分，起先活塞由销钉固 定位置位置，其一侧被 0.5Kg,0.4MPa 和 30℃的某种理想气体，另一侧为 0.5Kg,0.12MPa，30℃的同种气体，拔走销钉，活塞自由移动，两侧达到平衡， 气体比热容取定值，求平时是两侧的温度和压力。
热工基础第二版课后问题详解(全)张学学
第二章思考题绝热刚性容器，中间用隔板分为两部分，左边盛有空气，右边为真空，抽掉隔板，空气将充满整个容器。
问：⑴空气的热力学能如何变化？⑵空气是否作出了功？⑶能否在坐标图上表示此过程？为什么？答：（1）空气向真空的绝热自由膨胀过程的热力学能不变。
（2）空气对外不做功。
（3）不能在坐标图上表示此过程，因为不是准静态过程。
2. 下列说法是否正确？⑴气体膨胀时一定对外作功。
错，比如气体向真空中的绝热自由膨胀，对外不作功。
⑵气体被压缩时一定消耗外功。
对，因为根据热力学第二定律，气体是不可能自压缩的，要想压缩体积，必须借助于外功。
⑶气体膨胀时必须对其加热。
错，比如气体向真空中的绝热自由膨胀，不用对其加热。
⑷气体边膨胀边放热是可能的。
对，比如多变过程，当n大于k时，可以实现边膨胀边放热。
⑸气体边被压缩边吸入热量是不可能的。
错，比如多变过程，当n大于k时，可以实现边压缩边吸热。
⑹对工质加热，其温度反而降低，这种情况不可能。
错，比如多变过程，当n大于1，小于k时，可实现对工质加热，其温度反而降低。
4. “任何没有体积变化的过程就一定不对外作功”的说法是否正确？答：不正确，因为外功的含义很广，比如电磁功、表面张力功等等，如果只考虑体积功的话，那么没有体积变化的过程就一定不对外作功。
5. 试比较图2-6所示的过程1-2与过程1-a-2中下列各量的大小：⑴W12与W1a2； (2) ∆U12与∆U1a2； (3)Q 12与Q 1a2答：（1）W 1a2大。
(2)一样大。
（3）Q 1a2大。
6. 说明下列各式的应用条件：⑴ w u q +∆=闭口系的一切过程 ⑵ ⎰+∆=pdv u q闭口系统的准静态过程 ⑶ )(1122v p v p u q -+∆=开口系统的稳定流动过程，并且轴功为零 ⑷ )(12v v p u q -+∆=开口系统的稳定定压流动过程，并且轴功为零；或者闭口系统的定压过程。
7. 膨胀功、轴功、技术功、流动功之间有何区别与联系？流动功的大小与过程特性有无关系？答：膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功；轴功是指工质流经热力设备（开口系统）时，热力设备与外界交换的机械功，由于这个机械功通常是通过转动的轴输入、输出，所以工程上习惯成为轴功；而技术功不仅包括轴功，还包括工质在流动过程中机械能（宏观动能和势能）的变化；流动功又称为推进功，1kg 工质的流动功等于其压力和比容的乘积，它是工质在流动中向前方传递的功，只有在工质的流动过程中才出现。
（完整版）热工基础课后题答案
（完整版）热⼯基础课后题答案⼆零⼀七年，秋第⼀章热⼒学第⼀定律1-1⽤⽔银压⼒计测量容器中的压⼒，在⽔银柱上加⼀段⽔，若⽔柱⾼1020mm ，⽔银柱⾼900mm ，当时⼤⽓压⼒计上的度数为b 755mmHg p =。
求容器中⽓体的压⼒。
解：查表可知：21mmH O=9.80665Pa 1mmHg=133.3224Pa 由题中条件可知2H O Hg b1020 mm 9.80665 Pa 900mm 133.3224Pa 755mm 133.3224Pa 230.651 KPa 0.231MPap p p p =++=?+?+?=≈容器即容器中⽓体的压⼒为0.231MPa 。
1-2容器中的真空度为600mmHg v p =，⽓压计上的⾼度是b 755mmHg p =，求容器中⽓体的绝对压⼒（⽤Pa 表⽰）。
如果容器中的绝对压⼒不变，⽽⽓压计上⾼度为b 770mmHg p =，求此时真空表的度数（以mmHg 表⽰）.解：因为600mmHg=600mm 133.3224Pa=79993.4Pa v p =? b 755mmHg=755mm 133.3224Pa=100658.4Pa p =?容器中⽓体的绝对压⼒为b v 100658.479993.420665Pa p p p =-=-=若以mmHg 表⽰真空度，则2066520665Pa=mmHg 155mmHg 133.3224p ==则当⽓压计⾼度为b 770mmHg p =时，真空表的读数为770mmHg 155mmHg 615mmHg vb p p p '=-=-=1-3⽤斜管压⼒计测量锅炉烟道⽓的真空度，管⼦倾斜⾓30α=?，压⼒计使⽤密度30.8g/cm ρ=的煤油，斜管中液柱长200mm l =，当地⼤⽓压⼒b 745mmHg p =。
求烟⽓的真空度（mmHg ）及绝对压⼒。
解：压⼒计斜管中煤油产⽣的压⼒为33sin 0.810kg /m 9.80.2m sin30=784Pa j p gl ρα==当地⼤⽓压为b 745mmHg=745mm 133.3224Pa/mm=99325.2Pa p =?则烟⽓的绝对压⼒为b j 99325.2Pa 784Pa 98541.2Pa p p p =-=-=若压⼒计斜管中煤油产⽣的压⼒⽤mmH 2O 表⽰，则烟⽓的真空度为22784=784Pa=mmH O=79.95mmH O 9.80665j p1-6⽓体初态为3110.3MPa, 0.2m p V ==，若在等压条件下缓慢可逆地膨胀到320.8m V =，求⽓体膨胀所做的功。
(完整版)热工基础课后题答案
二零一七年，秋第一章 热力学第一定律1—1用水银压力计测量容器中的压力，在水银柱上加一段水，若水柱高1020mm ，水银柱高900mm ，当时大气压力计上的度数为b 755mmHg p =。
求容器中气体的压力. 解：查表可知：21mmH O=9.80665Pa 1mmHg=133.3224Pa 由题中条件可知2H O Hg b1020 mm 9.80665 Pa 900mm 133.3224Pa 755mm 133.3224Pa 230.651 KPa 0.231MPap p p p =++=⨯+⨯+⨯=≈容器 即容器中气体的压力为0。
231MPa 。
1-2容器中的真空度为600mmHg v p =,气压计上的高度是b 755mmHg p =，求容器中气体的绝对压力（用Pa 表示）。
如果容器中的绝对压力不变,而气压计上高度为b 770mmHg p =，求此时真空表的度数（以mmHg 表示）。
解：因为600mmHg=600mm 133.3224Pa=79993.4Pa v p =⨯ b 755mmHg=755mm 133.3224Pa=100658.4Pa p =⨯ 容器中气体的绝对压力为b v 100658.479993.420665Pa p p p =-=-= 若以mmHg 表示真空度，则2066520665Pa=mmHg 155mmHg 133.3224p ==则当气压计高度为b 770mmHg p =时，真空表的读数为770mmHg 155mmHg 615mmHg vb p p p '=-=-=1-3用斜管压力计测量锅炉烟道气的真空度，管子倾斜角30α=︒，压力计使用密度30.8g/cm ρ=的煤油，斜管中液柱长200mm l =，当地大气压力b 745mmHg p =。
求烟气的真空度（mmHg ）及绝对压力。
解:压力计斜管中煤油产生的压力为33sin 0.810kg /m 9.80.2m sin30=784Pa j p gl ρα==⨯⨯⨯⨯︒当地大气压为b 745mmHg=745mm 133.3224Pa/mm=99325.2Pa p =⨯ 则烟气的绝对压力为b j 99325.2Pa 784Pa 98541.2Pa p p p =-=-=若压力计斜管中煤油产生的压力用mmH 2O 表示,则烟气的真空度为22784=784Pa=mmH O=79.95mmH O 9.80665j p1—6气体初态为3110.3MPa, 0.2m p V ==,若在等压条件下缓慢可逆地膨胀到320.8m V =，求气体膨胀所做的功。
热工基础试题讲解及答案
热工基础试题讲解及答案1. 热力学第一定律的数学表达式是什么？热力学第一定律的数学表达式为：\(\Delta U = Q - W\)，其中\(\Delta U\)表示内能的变化，\(Q\)表示系统吸收的热量，\(W\)表示系统对外做的功。
2. 什么是热机效率，其计算公式是什么？热机效率是指热机将热能转换为机械能的效率，其计算公式为：\(\eta = \frac{W}{Q_{\text{in}}}\)，其中\(W\)表示输出的机械功，\(Q_{\text{in}}\)表示输入的热量。
3. 理想气体状态方程是什么？理想气体状态方程为：\(PV = nRT\)，其中\(P\)表示气体的压强，\(V\)表示气体的体积，\(n\)表示气体的摩尔数，\(R\)表示理想气体常数，\(T\)表示气体的温度（单位为开尔文）。
4. 什么是熵，熵变的计算公式是什么？熵是热力学中描述系统无序程度的物理量，其计算公式为：\(\DeltaS = \int \frac{\delta Q}{T}\)，其中\(\Delta S\)表示熵变，\(\delta Q\)表示系统吸收或释放的热量，\(T\)表示绝对温度。
5. 热传导、热对流和热辐射是热传递的三种基本方式，请分别解释这三种方式。
热传导是指热量通过物体内部分子振动和碰撞传递的过程，通常在固体中进行。
热对流是指热量通过流体（如气体或液体）的宏观运动传递的过程，常见于流体内部或流体与固体表面之间。
热辐射是指物体通过电磁波（如红外线）传递热量的过程，不需要介质，可以在真空中进行。
6. 什么是临界压力和临界温度？临界压力是指在临界温度下，物质的液相和气相可以共存的压力。
临界温度是指在该温度下，物质的液相和气相可以共存的最高温度。
7. 什么是卡诺循环，其效率如何计算？卡诺循环是一种理想化的热机循环，由两个等温过程和两个绝热过程组成。
其效率计算公式为：\(\eta_{\text{Carnot}} = 1 -\frac{T_{\text{cold}}}{T_{\text{hot}}}\)，其中\(T_{\text{cold}}\)和\(T_{\text{hot}}\)分别表示冷热源的绝对温度。
热工基础课后问题详解超详细版(张学学)
第一章思考题1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。
而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。
可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。
热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。
2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。
若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。
3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。
4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。
5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？答：不正确。
不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。
6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。
而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。
7. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？答：严格说来，是有影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。
习题1-1 解：kPa bar p b 100.61.00610133.37555==⨯⨯=-1. kPa p p p g b 6.137********.100=+=+=2. kPa bar p p p b g 4.149494.1006.15.2==-=-=3. kPa mmHg p p p v b 3315.755700755==-=-=4. kPa bar p p p b v 6.50506.05.0006.1==-==-1-2 图1-8表示常用的斜管式微压计的工作原理。
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第八章 习 题8-1. 一大平板，高3m ，宽2m ，厚 0.02m ，导热系数为45 W/(m ·K)，两侧表面温度分别为1001=t ℃、502=t ℃，试求该板的热阻、热流量、热流密度。
解：解：由傅立叶导热定律：热阻 W K A R /407.7452302.0=⨯⨯=＝λδm热流量 W t t A Q w w 67500002.050100452321=⨯⨯⨯-=－＝δλ热流密度 2/11250023675000m W SQ q ＝⨯==8-2. 空气在一根内径50mm ，长2.5m 的管子内流动并被加热，已知空气平均温度为80℃，管内对流换热的表面传热系数为70=h W/(m 2·K)，热流密度为5000=q W/m 2，试求管壁温度及热流量。
解：由牛顿冷却公式：()f w t t h q -=得到 C t h q t f w 042.15180705000=+=+=W s q Q 53.2405.045.250002=⨯⨯⨯⨯=π＝8-3. 一单层玻璃窗，高1.2m ，宽1m ，玻璃厚0.3mm ，玻璃的导热系数为051.=λ W/(m ·K)，室内外的空气温度分别为20℃和5℃，室内外空气与玻璃窗之间对流换热的表面传热系数分别为51=h W/(m 2 ·K)和202=h W/(m 2·K)，试求玻璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、两侧的对流换热热阻。
解：对流换热计算公式： W h h t t s Q f f 9.7120105.10003.05152012.1112121=+⨯⨯++-⨯=＋－＝λδ导热热阻为：W K R /000286.005.10003.01===λδ 内侧对流换热热阻为：W K h R /2.051112===外侧对流换热热阻为：W K h R /05.0201123===8-4. 如果采用双层玻璃窗，玻璃窗的大小、玻璃的厚度及室内外的对流换热条件与1-3题相同，双层玻璃间的空气夹层厚度为5mm ，夹层中的空气完全静止，空气的导热系数为025.0=λ W/(m ·K)。
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第一章热力学基础知识一、填空题1．实现能和能相互转化的工作物质就叫做。
2．热能动力装置的工作过程，概括起来就是工质从吸取热能，将其中一部分转化为，并把余下的一部分传给的过程。
3．热力系统与外界间的相互作用一般说有三种，即系统与外界间的交换、交换和交换。
4．按系统与外界进行物质交换的情况，热力系统可分为和两类。
5．状态参数的变化量等于两状态下，该物理量的差值，而与无关。
6．决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需个。
7．1mmHg= Pa；1mmH2O= Pa。
8．气压计读数为750mmHg，绝对压力为2.5×105Pa的表压力为MPa。
9．用U形管差压计测量凝汽器的压力，采用水银作测量液体，测得水银柱高为720.6mm。
已知当时当地大气压力Pb=750mmHg，则凝汽器内蒸汽的绝对压力为MPa。
10．一个可逆过程必须是过程，而且在过程中没有。
11．只有状态才能用参数坐标图上的点表示，只有过程才能用参数坐标图上的连续实线表示。
12．热量和功都是系统与外界的度量，它们不是而是量。
13．工质作膨胀功时w 0，工质受到压缩时w 0，功的大小决定于。
二、名词解释1．标准状态——2．平衡状态——3．准平衡过程——4．可逆过程——5．热机——6．热源——7．热力系统——8．体积变化功——9．热力学温标——10．孤立系——三、判断题1．物质的温度越高，则所具有的热量愈多。
2．气体的压力越大，则所具有的功量愈大。
3．比体积和密度不是两个相互独立的状态参数。
4．绝对压力、表压力和真空都可以作为状态参数。
6．孤立系内工质的状态不会发生变化。
7．可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。
8．凝汽器的真空下降时，则其内蒸汽的绝对压力增大。
9．若容器中气体的压力没有改变，则压力表上的读数就一定不会改变。
四、选择题1．下列各量可作为工质状态参数的是：（1）表压力；（2）真空；（3）绝对压力。
2．水的三相点温度比冰点温度应：（1）相等；（2）略高些；（3）略低些。
热工基础 1-4章习题解析
注释如下：本次作业为1-4章的内容。
一、单项选择题(只有一个选项正确，共21道小题)1.开口系统是指（）的热力系统(A) 具有活动边界(B) 与外界有功量交换(C) 与外界有热量交换(D) 与外界有物质交换正确答案：D2. 绝热系统是指（）的热力系统(A) 状态参数不变(B) 热力学能不变(C) 与外界没有热量交换(D) 与外界没有功量和热量交换正确答案：C3. 孤立系统是（）的热力系统(A) 与外界无热量交换(B) 与外界无功量交换(C) 与外界无质量交换(D) 与外界无任何相互作用你选择的答案：未选择[错误]正确答案：D4. 下列说法中正确的是（）(A) 平衡状态一定是稳定状态(B) 稳定状态一定是平衡状态(C) 均匀状态一定是平衡状态(D) 平衡状态是不存在内部势差的状态你选择的答案：未选择[错误]正确答案：A5. 系统中工质的真实压力是指（）(A) pg(B) pb(C) pv(D) pb + pg或pb－pv你选择的答案：未选择[错误]正确答案：D6. 在p－v图上，（）所包围的面积代表单位质量的工质完成一个循环时与外界交换的净功量。
(A) 任意循环(B) 可逆循环(C) 正向循环(D) 逆向循环你选择的答案：未选择[错误]正确答案：B7. 公式q = cV△T + w适用于闭口系中（）(A) 理想气体的可逆过程(B) 实际气体的任意过程(C) 理想气体的任意过程(D) 任何工质的可逆过程你选择的答案：未选择[错误]正确答案：C8. 气体吸热后热力学能（）(A) 一定增加(B) 一定减少(C) 不变(D) 可能增加、减少或不变你选择的答案：未选择[错误]正确答案：D9. 在相同的温度变化区间内，理想气体定容过程焓的变化量与定压过程相比（）(A) 较大(B) 大小相等(C) 较小(D) 大或小不确定你选择的答案：未选择[错误]正确答案：B10. 对于闭口系，当过程的始态与终态确定后，下列各项目中哪一个值无法确定（）(A) Q(B) Q－W(C) W（当Q=0时）(D) Q（当W=0时）你选择的答案：未选择[错误]正确答案：A11. 理想气体向真空膨胀，该过程所做的膨胀功（）(A) W＞0(B) W=0(C) W＜0(D) 无法确定你选择的答案：未选择[错误]正确答案：B12. 理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀。
热工基础与应用 1-6章习题解答
习题参考答案第一章1-1解：状态量：压力，温度，动能，位能，密度;过程量: 热能，热量，功量。
1-2解：强度量：比体积，高度，压力，温度。
1-3解：根据压力单位换算得：22b H O Hg b H O Hg 735133.32297.992 kPa 2009.80665 1.961 kPa 800133.322106.658 kPa97.992 1.961106.658206.61 kPa p p p p p p p =⨯==⨯==⨯==++=++=1-4解：由分析知：设所求烟气的绝对为p ，压力计中煤油段压力为p v ，所以有：b v p p p =+,其中sin v p gL ρα=，所以784.8Pa v p =，由此得(0.10.000784)0.099216 MPa v b p p p =-=-=1-5解：设左气缸压力为p 1，右气缸压力为p 2，则有1b C 21B A2b 97kPa 110kPa 207 kPa 207kPa 45kPa 252 kPa 252kPa 97kPa 155 kPap p p p p p P p p =+=+=⎧⎪=+=+=⎨⎪=-=-=⎩ p A 即为所求，155kPa.1-6 解：（1）选择水为系统，则外界向系统传热，但是无功量的交换； （2）选择电阻丝，容器，水为系统，则外界向系统做电功；（3）选取图中的虚线框为系统，则该系统为孤立系统，与外界无能量交换。
1-7解：汽轮机进口处的绝对压力：113.4020.09813.5 MPa g b p p p =+=+= 冷凝器内蒸汽的绝对压力：2706133.322Pa 0.0941 MPa, 0.0980.09410.0039 MPa v b v p p p p =⨯==-=-=图1-9习题1-3图1-8解：容器内的绝对压力60.098550133.322100.0247MPa b v p p p -=-=-⨯⨯=，真空表读数：''0.1020.02470.0773MPa 579.799mmHg v b p p p =-=-==。
合工大热工基础习题讲解 工程热力学部分(高教课堂)
教育教学
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解 (1)压缩过程进、排气阀们关闭。取气缸中气体为系 统，如图（a）所示，热力系为闭口系。
由闭口系能量方程 q u w
得 w q u 50146 196(kJ/kg)
(2)压缩空气的生产过程可视为气体连续进入气缸、受压缩 后又连续排出的稳定流动过程。因此以气体进出口、气缸内 壁及活塞左端面所围空间为热力系，如图(b)所示，可认为 是开口系的稳定流动系统。
P qm7q (qm1 qm7 )h6 (qm1h1 qm7h7 ) [700kg/h 41800kJ/kg (50t/h 1000kg/t 700kg/h) 418kJ/kg +(50t/h 1000kg/t 12kJ/kg+700kg/h 42kJ/kg)] (1h/3600s) =2416kW
注意：
自由膨胀过程为典型的不可逆过程， 并非等温过程、更非等压过程。
教育教学
30
教育教学
31
4-1 可用三种方法做，都可以得到 设计不合理
方法1 卡诺定律
C
1 T2 T1
1
300 540
0.444
t
W Q1
450 1000
0.45
c
结论不合理
另外可以用 克劳修斯不等式 或熵增原理求解
教育教学
（2）确定空气的终了状态参数
p2
pb
pe2
pb
m2 g A
102.8 93.1kPa=1.96105 Pa
V2
V1
p1 p2
2.94 103 1.96
1.5103 m3
教育教学
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（3）上升距离
l V 0.05m=5cm A
（4）对外做功 过程为非准平衡过程，不用积分公式
《热工基础》习题解答
给水《热工基础》部分习题解答：2-5解：设左、右室的绝对压力分别为21,p p 。
依题意有：b gc p p p -=1 故：207971101=+=+=b gc p p p （kPa ） 12p p p vB -= 故：2524520712=+=+=vB p p p （kPa ） 155972522=-=-=b gA p p p （kPa ） 2-16 解：⑴ 略⑵ 02112=∆-=∆--u u⑶ 因为：121212---+∆=w u q 由（2）知：012=∆-u ，39012-=-q kJ 所以：390`12-=-w kJ2-21 解：⑴汽轮机的进出口压力为：kPa 6.3,kPa 66.909821==p p⑵依题意：1575.0h/kg 1040h /kJ 103.633-=⨯⨯-==m Q q （kJ/kg ） sh w z g c h q +∆+∆+∆=221因：0,02=∆=∆z c故：8425.1199)34402240(1575.0=---=∆-=h q w sh （kJ/kg ）⑶4310332.18425.119936001040⨯=⨯⨯==sh w mP (kW) )4( 考虑进出口动能差后sh w 的相对偏差为：%67.08425.119910)60140(21213222=⨯-⨯=∆=-sh k w c ξ 2-22 解：设水和蒸汽的质量流量分别为v w m m ,，水的比热容)K .kg /(kJ 18.4=w c 。
根据热平衡原理：冷凝器放出的热量=冷却水吸收的热量故 )()('1'221t t c m h h m w w v -=-h)/t (4.956)1730(18.4)77.1372500(22)()('1'221=-⨯-⨯=--=t t c h h mmw v w 3-2 答案：134.0=∆m （kg ） 3-5 答案：531.06810m /h ⨯ 3-7 解：26.032314.8===M R R g [kJ/(kg.K)] 2.1)27315(1026.03.01030033=+⨯⨯⨯⨯==T R pV m g （kg ） 65.026.02525=⨯==g V R c [kJ/(kg.K)] (1) 3.612)15800(65.02.1=-⨯⨯=∆=t mc Q V (kJ) (2) 查附录A-4b,并利用线性插值法得： 656.0150=C CV c 。
热工基础与应用1-6章习题解答
热工基础与应用1-6章习题解答习题参考答案第一章1-1解：状态量：压力，温度，动能，位能，密度;过程量: 热能，热量，功量。
1-2解：强度量：比体积，高度，压力，温度。
1-3解：根据压力单位换算得：22b H O Hg b H O Hg 735133.32297.992 kPa 2009.80665 1.961 kPa 800133.322106.658 kPa97.992 1.961106.658206.61 kPa p p p p p p p =?==?==?==++=++=1-4解：由分析知：设所求烟气的绝对为p ，压力计中煤油段压力为p v ，所以有：b v p p p =+,其中sin v p gL ρα=，所以784.8Pa v p =，由此得(0.10.000784)0.099216 MPa v b p p p =-=-=1-5解：设左气缸压力为p 1，右气缸压力为p 2，则有1b C 21B A2b 97kPa 110kPa 207 kPa 207kPa 45kPa 252 kPa 252kPa 97kPa 155 kPap p p p p p P p p =+=+=??=+=+=??=-=-=? p A 即为所求，155kPa.1-6 解：（1）选择水为系统，则外界向系统传热，但是无功量的交换；（2）选择电阻丝，容器，水为系统，则外界向系统做电功；（3）选取图中的虚线框为系统，则该系统为孤立系统，与外界无能量交换。
1-7解：汽轮机进口处的绝对压力：113.4020.09813.5 MPa g b p p p =+=+= 冷凝器内蒸汽的绝对压力：2706133.322Pa 0.0941 MPa, 0.0980.09410.0039 MPa v b v p p p p =?==-=-=图1-9习题1-3图1-8解：容器内的绝对压力60.098550133.322100.0247MPa b v p p p -=-=-??=，真空表读数：''0.1020.02470.0773MPa 579.799mmHg v b p p p =-=-==。
热工基础（3.4.4）--例题
热工基础（3.4.4）--例题例题例1 设大气压力为0.1 MPa ，温度为30℃，相对湿度?为40%，试求湿空气的露点温度，含湿量及比焓。
解 (1)由t =30℃，查水蒸气表得p s =4.2451kPa 。
则p s =?p s =0.4×4.245lkPa=1.698kPa由 p v =1.698kPa ，查水蒸气表得t s =14.3℃。
即露点温度t d =t s =14.3℃ (2) v 2b v 1.6980.6220.622- 1.010-1.698p d p p ==??kg/kg(a)= 10.7×10-3 kg/kg(a) (3) h =1.005t +d (2501+1.86t )=1.005×30kJ/kg(a)+10.7×10-3×(2501+1.86×30) kJ/kg(a)= 57.5lkJ/kg(a)讨论：(1)虽然湿空气中水蒸气分压力低，可以作为理想气体处理，但在涉及求湿空气中水蒸气分压力、湿空气的露点温度等参数时，仍离不开水蒸气热力性质表。
(2)本题求取露点温度时两次用到饱和水与饱和蒸汽表：第一次是由湿空气温度查取水蒸气的饱和压力，然后由相对湿度计算湿空气中水蒸气的分压力；第二次是根据露点温度的定义，以湿空气中水蒸气的分压力作为饱和压力查取所对应的饱和温度，此饱和温度即湿空气的露点温度。
这也表明了利用水蒸气热力性质表求取露点温度的方法和步骤。
例2 将压力为l00kPa 、温度为25℃和相对湿度60%的湿空气在加热器中加热到50℃，然后送进干燥箱用以烘干物体。
从干燥箱出来的空气温度为40℃，试求在该加热及烘干过程中，每蒸发1kg 水分所消耗的热量。
解根据题意，由t 1=25℃、%601=?在h -d 图上查得156kJ/kg h =(a)，10.012kJ/kg d =（a ）加热过程含湿量不变，d 2=d 1，由d 2及t 2 =50℃查得282kJ/kg h =(a)空气在干燥箱内经历的是绝热加湿过程，有h 3= h 2，由h 3及t 3 =40℃查得30.016kJ/kg(a)d =根据上述各状态点参数，可计算得每千克干空气吸收的水分和所耗热量。
热工基础8-10章部分习题解
部分习题解答第8章8.1题略（循环图见P129. F.8.10）解：已知初始状态：kPa 1001=p ；K 300272731=+=T ；压缩比14=ε； 工质吸热量 k J /k g 100043321=+=--q q q ； 4.1=κ1～2. 定熵，则K1.862143004.012112=⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-κVV T T设V V =2，则V V 141=2～3～4. 由kJ/kg 500)()(34234332=-=-==--T T c T T c q q p v K5.15581.862718.0500/50023=+=+=⇒T c T v K0.20565.1558005.1500/50034=+=+=T c T pVV V ==23；VV T T V 319.13344==4～5.定熵，15445-⎪⎪⎭⎫⎝⎛=κVV T T ；V V V 1415==K 2.79914319.10.20564.05=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=Tk J /k g 4.358)3002.799(718.0)(15152=-⨯=-==-T T c q q v1). kJ/kg 6.641210=-=q q w 2). %16.64112=-=q q t η8.5：题略（循环图见P130. F.8.12）解：已知：k P a 1001=p ；K 293273201=+=T ；k P a 5002=p ；K 11732739003=+=T ；k g /s 4=m q①：1～2.定熵过程K 4641005002934.14.011212=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-κκp p T TkW 8.704)()(1212=-=-=T T c q h h q w p m m c ； ②：3～4.定熵过程K 74150010011734.14.013434=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-κκp p T TkW4.1781)()(4343=-=-=T T c q h h q w p m m tur ；③：53.2:14.1781/8.704/==tur c w w =39.53 %； ④：%9.364642931121=-=-=T T t η；8.7：题略 [循环图见P134. F.8.15（T —s 图）和F.8.19（p —h 图）] 解：已知：K 303273304=+=T ；K 253273201=+-=T ； kW 5.312=-=H H P①：查氨的压焓图（查图值可能不完全相同，以下是参考值）k J /k g 45054==h h ；M P a 1.12=p ；k J /k g18252=h M P a 17.01=p ； k J /k g 15701=h47.612==p p π；②：39.41570182545015701241=--=--=h h h h ε；③：冷吨98.386.3/)4501570(0137.0)(412=-⨯=-=h h q Q m ；④：放热量kW 87.18)4501825(0137.0)(421=-⨯=-=h h q Q m ； ⑤：kg/s0137.0157018255.312=-=-=h h P q m第9章9.4 题略已知：λ1=1.3 W/（m ·℃） δ1= 0.02 m λ2= 0.35 W/（m ·℃） q max = 1830 W/m 2 t w 1 =1300 ℃ t w 2 = 30℃ 求：?2=δ解：由多层壁导热公式：2211λδλδ+∆=tq可得 m q t 2375.035.03.102.018303013002112=⨯⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆=λλδδ 结论：保温层最小厚度为237.5 mm 。
热工基础5-8章习题解答
5.1 利用蒸汽图表，填充下列空白（兰色）：5.9 p 1=3MPa 、t 1=450℃的蒸气定熵膨胀至p 2=4 kPa ，试用h －s 图求单位质量蒸气所作的膨胀功和技术功。
解：首先在h-s 图上按p 1=3MPa 、t 1=450℃找出初始状态点1，然后沿定熵线垂直向下找到与p 2=4 kPa 定压线的交点，该交点即为终状态点2。
定熵过程： w =－Δu ， w t =－Δh查出相应的状态参数：h 1≈3345 kJ/kg v 1≈0.11 m 3/kgh 2≈2130 kJ/kg v 2≈28 m 3/kgkJ/kg9972181215)28411.0103()21303345()()(kJ/kg 12152130334532211212121=-≈⨯-⨯⨯--≈---=-=∆-=≈-≈-=∆-=v p v p h h u u u w h h h w t5.11 两股蒸气绝热混合，已知：q m1=60kg/s ，p 1=0.5MPa ，x =0.95；q m2=20kg/s ，p 2=8MPa ，t 1=500℃。
混合后蒸气的压力为0.8MPa ，求混合后蒸气的温度和焓。
解：此绝热过程可看作为有2个进口和1个出口的稳流系，根据能量方程：)()(00,0,021,021221132122=+-+∴=∆∴==∆=∆=+∆+∆+∆=h q h q h q q H W z mg c Q W z mg c H Q m m m m s s利用附表5 可求得：kJ/kg178.2643)35.64059.2748(95.035.640)()1(1=-+='-''+'='-+''=h h x h h x h x h利用附表6 可求得：kJ/kg 33972=hkJ/kg 6335.28312060339720178.264360212213=+⨯+⨯=++=m m m m q q h q h q h由于混合后蒸气的压力为0.8MPa ，查附表5可知混合后的蒸气仍为过热蒸气。
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2020/3/12
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例6：一热力系统发生状态变化，压力随体积的变化关系
为 pV1.3 = 常数。若热力系统的初态为 p1 = 600 kPa、V1 = 0.3 m3，问当系统体积膨胀至 V2 = 0.5 m3 时对外作功为多少？
（2）当系统的状态变化时，必然有状态参数发生变化， 但并不是所有的状态参数都必须改变。例如系统沿着定压 线变化时，虽然状态变化了，但状态参数压力没有变化。
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例5：某刚性容器被一个刚性壁分成Ⅰ、Ⅱ两部分。在容器的 不同部位装有压力计，如图所示。设大气压力为98 kPa。①若压 力表B和C的读数分别为75 kPa和0.11 MPa，问压力表A的读数是 多少？容器两部分的工质绝对压力为多少？②若表C 为真空表， 读数为24 kPa，压力表B的读数为36 kPa，试问如果表A有读数， 则表A是什么表？其计数为多少？
第一章 习题讲解
2020/3/12
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例1：①试说明平衡状态与稳定状态的关系。②铜棒的一端与高 温热源接触，另一端与低温热源接触，经历一段时间后，铜棒内各 截面的温度不再随时间变化，试问铜棒是否处于平衡态？
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例1：①试说明平衡状态与稳定状态的关系。②铜棒的一端与高 温热源接触，另一端与低温热源接触，经历一段时间后，铜棒内各 截面的温度不再随时间变化，试问铜棒是否处于平衡态？
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例5：某刚性容器被一刚性壁分成Ⅰ、Ⅱ两部分。在容器的不同部位
装有压力计，如图所示。设大气压力为98 kPa。①若压力表B和C的读数
分别为75 kPa和0.11 MPa，问压力表A的读数是多少？容器两部分的工质
绝对压力为多少？②若表C 为真空
表，读数为24 kPa，压力表B的读
数为36 kPa，试问如果表A有读数，
则表A是什么表？其计数为多少？
解：(1) pⅠ = pb + pg,C = 98 + 0.11×103 = 208 (kPa)
又 pⅠ= pⅡ+ pg,B 则 pⅡ= pⅠ－pg,B = 208－75 = 133 (kPa)
由 pⅡ = pb + pg, A 得 pg,A = pⅡ－pb = 133－98 = 35 (kPa)
如果高温热源与低温热源均为有限热源，则最终两热源温度相等， 铜棒内各截面的温度必定要随时间发生变化，直到温度均匀为止。 此时，铜棒处于平衡状态。
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例2： 判断下列过程是否可逆过程，并简要说明理由： ①对刚性容器内的水加热，使其在恒温下蒸发； ②对刚性容器内的水做功，使其在恒温下蒸发； ③对刚性容器内的空气缓慢加热，使其从50℃升温到75℃； ④100℃的蒸汽流与25 ℃的水流绝热混合； ⑤一定质量的空气在无摩擦、不导热的气缸中被活塞缓慢压缩。
答：（1）稳定状态是指状态参数不随时间改变，但这种不变可 能是靠外界影响来维持的。平衡状态是指不受外界影响时状态参数 不随时间变化。两者既有区别，又有联系，平衡必稳定，稳定未必 平衡。
（2）取铜棒为封闭系统，铜棒内各截面温度虽不随时间变化， 即铜棒达到了稳定状态，但受到高温热源与低温热源的外部作用， 铜棒内各截面的温度不等，所以并没有处于平衡状态。
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分析讨论：
（1）在工程实际中，无论是用压力表还是真空表， 测得的都是工质的绝对压力与环境压力之差，而不是工 质的真实压力；
（2）在计算绝对压力时所用的环境压力并非一定是 大气压力。此环境压力是指测压差仪表所处的空间压力， 既可以是大气压力pb，如本题中表A、C所处的空间压力， 也可以是某个空间的压力，如本题中的表B，其环境压力 为pⅡ。
（4）高温的蒸汽流与低温的水流绝热混合，显然二者之间存在“温 差传热”这一不可逆因素，是不可逆过程。
（5）缓慢压缩意味着外压与气体压力时刻保持相等，是可逆过程。
2020/3/12
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例3：①试说明可逆过程与准静态过程的区别与联系。 ②系统经历了不可逆过程后，能否恢复到初始状态？
2020/3/12
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例3：①试说明可逆过程与准静态过程的区别与联系。 ②系统经历了不可逆过程后，能否恢复到初始状态？ 答：（1）两者均要求由一系列连续的瞬时平衡状态组成， 都可以通过状态参数坐标图上的线函数表示；准静态过程只 要求系统内部的状态变化要时刻保持平衡状态，不涉及系统 外部的变化；可逆过程则不仅要求系统内部的变化必须是可 逆的，还要求系统与外界发生作用时也是可逆的，即系统内 部和外部必须都是可逆的。可逆过程必须是准静态过程，而 准静态过程不一定是可逆过程。 （2）能。只是必须在环境留下痕迹。
2020/3/12
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例2： 判断下列过程是否可逆过程，并简要说明理由：①对刚性容 器内的水加热，使其在恒温下蒸发；②对刚性容器内的水做功，使其在 恒温下蒸发； ③对刚性容器内的空气缓慢加热，使其从50℃升温到 75℃；④100 ℃的蒸汽流与25 ℃的水流绝热混合；⑤一定质量的空气在 无摩擦、不导热的气缸中被活塞缓慢压缩。
答：（1）若热源温度与水温相等（或温差无限小），是可逆过程； 若二者不等，则存在“温差传热”这一不可逆因素，便是不可逆过程。
（2）对刚性容器内的水做功，只能是搅拌功，则有粘性摩擦阻力的 耗散效应存在，因而是不可逆过程。
（3）若热源温度与空气温度随时相等或随时保持无限小的温差，是 可逆过程；否则，存在“温差传热”这一不可逆因素，便是不可逆过程。
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例4：①状态参数具有什么特征？②系统的状态变了， 是否所有状态参数都必须改变？
ห้องสมุดไป่ตู้
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例4：①状态参数具有什么特征？②系统的状态变了， 是否所有状态参数都必须改变？
答：（1）状态参数的特征是：状态一定，状态参数的 数值也随之确定；当系统的状态发生变化时，状态参数的 变化量仅与初始、终了状态有关，而与变化所经历的途径 无关；系统经循环过程复原时，状态参数的变化量为零。
(2) 由表B为压力表知，pⅠ＞pⅡ；又由表C为真空表知，pⅠ＜pb。
从而有：
pb＞ pⅠ＞pⅡ
若表A有读数，则A表一定是真空表，有
pⅠ= pb－pv,C = pⅡ+ pg,B = (pb－pv,A) + pg,B
则： pv,A = pg,B + pv,C = 36+24 = 60 (kPa)
2020/3/12