工程热力学第四版答案
工程热力学课后答案
《工程热力学》 沈维道主编 第四版 课后思想题答案（1~5章）第1章 基本概念⒈ 闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答：否。
当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。
⒉ 有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。
这种观点对不对，为什么?答：不对。
“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。
热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。
物质并不“拥有”热量。
一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。
⒊ 平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系?答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。
⒋ 倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式b e p p p =+ ()b p p >; b v p p p =- ()b p p <中，当地大气压是否必定是环境大气压?答：可能会的。
因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。
环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。
“当地大气压”并非就是环境大气压。
准确地说，计算式中的Pb 应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。
⒌ 温度计测温的基本原理是什么?答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。
它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。
工程热力学课后答案
《工程热力学》沈维道主编第四版课后思想题答案（1〜5章）第1章基本概念1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答：否。
当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。
2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。
这种观点对不对，为什么?答：不对。
"绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。
热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。
物质并不“拥有”热量。
一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。
3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系?答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。
4.倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式P 二P b P e (P P b) ；P = P b - P v (P ：： P b)中，当地大气压是否必定是环境大气压?答：可能会的。
因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。
环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。
“当地大气压”并非就是环境大气压。
准确地说，计算式中的Pb应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力"，或被视为不变的“环境大气压力”。
5.温度计测温的基本原理是什么?答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。
它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。
工程热力学课后答案
《工程热力学》 沈维道主编 第四版 课后思想题答案（1~5章）第1章 基本概念⒈ 闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答：否。
当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。
⒉ 有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。
这种观点对不对，为什么?答：不对。
“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。
热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。
物质并不“拥有”热量。
一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。
⒊ 平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系?答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。
⒋ 倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式 b e p p p =+ ()b p p >; b v p p p =- ()b p p <中，当地大气压是否必定是环境大气压?答：可能会的。
因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。
环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。
“当地大气压”并非就是环境大气压。
准确地说，计算式中的Pb 应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。
⒌ 温度计测温的基本原理是什么?答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。
它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。
工程热力学第四版课后思考题答案
1.闭口系与外界无物质交换,系统内质量保持恒定,那么系统内质量保持恒定的热力系一定就是闭口系统不？不一定,稳定流动系统内质量也保持恒定。
2.有人认为开口系统内系统与外界有物质交换,而物质又与能量不可分割,所以开口系统不可能就是绝热系。
对不对,为什么？不对,绝热系的绝热就是指热能单独通过系统边界进行传递(传热量),随物质进出的热能(准确地说就是热力学能)不在其中。
3.平衡状态与稳定状态有何区别与联系？平衡状态一定就是稳定状态,稳定状态则不一定就是平衡状态。
4.倘使容器中气体的压力没有改变,试问安装在该容器上的压力表的读数会改变不？绝对压力计算公式p =p b +p g (p > p b ), p = p b -p v (p < p b )中,当地大气压就是否必定就是环境大气压？当地大气压p b 改变,压力表读数就会改变。
当地大气压p b不一定就是环境大气压。
5.温度计测温的基本原理就是什么？6.经验温标的缺点就是什么？为什么？不同测温物质的测温结果有较大的误差,因为测温结果依赖于测温物质的性质。
7.促使系统状态变化的原因就是什么？举例说明。
有势差(温度差、压力差、浓度差、电位差等等)存在。
8.分别以图1-20所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水与正在运行的电视机为研究对象,说明这些就是什么系统。
参加公路自行车赛的运动员就是开口系统、运动手枪中的压缩空气就是闭口绝热系统、杯子里的热水就是开口系统(闭口系统——忽略蒸发时)、正在运行的电视机就是闭口系统。
9.家用电热水器就是利用电加热水的家用设备,通常其表面散热可忽略。
取正在使用的家用电热水器为控制体(但不包括电加热器),这就是什么系统？把电加热器包括在研究对象内,这就是什么系统？什么情况下能构成孤立系统？不包括电加热器为开口(不绝热)系统(a 图)。
包括电加热器则为开口绝热系统(b 图)。
将能量传递与质量传递(冷水源、热水汇、热源、电源等)全部包括在内,构成孤立系统。
《工程热力学》(第四版)习题提示及答案14章习题提示与答案
习题提示与答案 第十四章 化学热力学基础14-1 列出辛烷(C 8H 18)在95%的理论空气量下燃烧时的化学反应方程，已知生成物为CO 2、CO 、H 2O 及N 2。
提示：C 8H 18在空气中燃烧反应的当量方程：C 8H 18+12.5O 2+(12.5×3.76)N 2→8CO 2+9H 2O+47N 295%的理论空气量下的燃烧反应中生成物除CO 2、CO 、H 2O 之外，还有CO ；反应前后各元素质量守恒。
答案： C 8H 18+11.875O 2+44.65N 2→6.75CO 2+9H 2O+1.25CO+44.65N 2。
14-2 试求丙烷(C 3H 8)在过量空气量为20%的空气中燃烧时的空气燃料比。
提示：空气燃料比为空气量与燃料量的比值，分为摩尔空气燃料比和质量空气燃料比；丙烷(C 3H 8)在过量空气量为20%的空气中燃烧时的化学反应方程：C 3H 8+(5×1.2)O 2+(6×3.76)N 2→ 3CO 2+4H 2O+22.56N 2+(0.2×5) O 2答案：摩尔空气燃料比Z 0=28.56，质量空气燃料比'0Z =18.8。
14-3 设有某种碳氢化合物燃料在空气中燃烧。
当取出生成物中的水分后，分析得到生成物的摩尔分数为2CO y ＝12.5%；CO y ＝0.5%；2O y ＝3.0%；2N y ＝84%，试求该燃烧过程的质量空气燃料比。
提示：空气燃料比为空气量与燃料量的比值。
设燃料为C x H y ，燃烧反应方程为C x H y +22.34O 2+84N 2→12.5CO 2+z·H 2O+0.5CO+84N 2燃烧反应前后各元素质量守恒。
答案：燃料为 C 13H 26.36，质量空气燃料比89.16Z '0=。
14-4 试求丙烷(C 3H 8)的标准定压热值。
提示：标准状态下(25 ℃、1 atm)燃料完全燃烧时所释放的热量的绝对值称为标准定压热值，其值为R p ΔH H H Q p -=-=丙烷(C 3H 8) 燃烧时的当量方程：C 3H 8+5O 2+5×3.76N 2→3CO 2+4H 2O+18.8N 2()8322H C O H CO R p H H H H H H -+=-=∆()()H C f,m,0O H f,m,0CO f,m,832243H H H -+=0fm,H 为标准生成焓。
工程热力学第四版(高教版)课后习题答案
4
工程热力学第 4 版习题解
（2）
+ + + 2
a
w = 1 pdV =
pdV + 1
2
pdV a
+ + =
a (0.4 0.5V ) × 610 dV + (0.4 0.5 × 0.6) × 106
1
dV
2 a
0.5 = [0.4(Va V1 ) 2 (Va 2
V21
) + 0.1× (V2
1-7 用斜管压力计测量锅炉烟道烟气的真空度（如图 1-24）管子
3
3
管中液柱长度 l = 200mm 。当地大气压力 pv = 745mmHg 。求烟气的
真空度（以 mmH2O 表示）及绝对压力（以 Pa 表示）。 解：倾斜式压力计上读数即烟气的真空度
pv = l sin g
3
3
因1Pa
=
（2）过程中气体先循{ }p MPa = 0.4 0.5{V }m3 膨胀到Va = 0.6m3 ，再维持压力不变，膨胀
到V2 = 0.8m3 。分别求出两过程中气体作出的膨胀功。
解：（1）
+ + 2
W=
pdV =
1
pV 2 V 1 dV
=
p1V1
ln
V2 V1
= 0.2 ×160 Pa × 0.4m3 ×0l.8nm3 = 5.54 ×140 J 0.4m3
工程热力学第 4 版习题解
工程热力学第 4 版习题解
本题解是沈维道、童钧耕编写高等教育出版社出版的“十一五”国家级规划教材 《工程热力学》第 4 版的配套资料。本题解提供的解法是从教学的角度出发的， 未必是唯一的或是最好的，题解中出现的错误恳请读者批评指正。
工程热力学第四版完整课后答案(华自强张忠进)
工程热力学第四版（华自强/张忠进）习题提示与答案1-1 试确定表压力为0.1 kPa 时U 形管压力计中的液柱高度差。
(1)液体为水，其密度为1 000 kg/m 3；(2)液体为酒精，其密度为789 kg/m 3。
提示：表压力数值等于U 形管压力计显示的液柱高度的底截面处液体单位面积上的力，g h p ρ∆=e 。
答案：(1) mm 10.19=∆水h (2) mm 12.92=∆酒精h 。
1-2 测量锅炉烟道中真空度时常用斜管压力计。
如图1-17所示，若α=30°，液柱长度l ＝200 mm ，且压力计中所用液体为煤油，其密度为800 kg/m 3 ，试求烟道中烟气的真空度为多少mmH 2O(4 ℃)。
提示：参照习题1-1的提示。
真空度正比于液柱的“高度”。
答案：()C 4O mmH 802v ο=p 。
1-3 在某高山实验室中，温度为20 ℃，重力加速度为976 cm/s 2，设某U 形管压力计中汞柱高度差为30 cm ，试求实际压差为多少mmHg(0 ℃)。
提示：描述压差的“汞柱高度”是规定状态温度t =0℃及重力加速度g =980.665cm/s 2下的汞柱高度。
答案：Δp =297.5 mmHg(0℃)。
1-4 某水塔高30 m ，该高度处大气压力为0.098 6 MPa ，若水的密度为1 000 kg/m 3 ，求地面上水管中水的压力为多少MPa 。
提示：地面处水管中水的压力为水塔上部大气压力和水塔中水的压力之和。
答案：Mpa 8 0.392=p 。
1-5 设地面附近空气的温度均相同，且空气为理想气体，试求空气压力随离地高度变化的关系。
又若地面大气压力为0.1 MPa ，温度为20 ℃，求30 m 高处大气压力为多少MPa 。
提示： h g p p ρ-=0 →TR hg p p g d d -=，0p 为地面压力。
答案：MPa 65099.0=p 。
1-6 某烟囱高30 m ，其中烟气的平均密度为0.735 kg/m 3。
工程热力学第四版习题附详细答案
工程热力学作业题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的储气罐内。
第四版工程热力学课后习题答案
第四版工程热力学课后习题答案【篇一：工程热力学第四版课后习题答案】txt>本题解是沈维道、童钧耕编写高等教育出版社出版的“十一五”国家级规划教材《工程热力学》第 4 版的配套资料。
本题解提供的解法是从教学的角度出发的，未必是唯一的或是最好的，题解中出现的错误恳请读者批评指正。
上海交通大学机械与动力工程学院童钧耕2007/11/22第一章基本概念1-1英制系统中采用华氏温标，它规定在标准大气压（101 325 pa）下纯水的冰点是 32 f，汽点是 212 f，试推导华氏温度与摄氏温度的换算关系。
解： {t}f 32 {t}c 0212 32 100 0180 {t}c 32 9{t}c32 {t}f 100 51-2英制系统中朗肯温度与华氏温度的关系为{t}r {t}f 459.67。
已知热力学绝对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）导出朗肯温度和开尔文温度的关系式；（2）开尔文温标上绝对零度在朗肯温标上是多少度？解：（1）若任意温度 t在朗肯温标上读数为t(r)在热力学绝对温标上读数为 t（k），则 671.67 491.67 t(r) 491.67373.15273.15t(k) 273.15{t}r 1.8{t}k 解得（2）据上述关系{t}k 0时，{t}r01-3设一新温标，用符号n表示温度单位（它的绝对温标是用q表示温度单位）。
规定纯水的冰点和汽点100n和1000n。
试求：（1）该新温标与摄氏温标的关系；（2）若该温标的绝对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？解：（1） {t}n 100 {t}c 01000 100 100 0{t}n 9{t}c 100（2） {t}q {t}n c 9{t}c 100 c 9[{t}k 273.15]100 c据题意，当{t}k 0时，{t}q 0，解得上式中c2358.35，代回原式得 {t}q {t}n2358.35{t}n 0时，t 2358.385q。
工程热力学第四版严家禄(习题及答案)1-8章修正后
工程热力学（第四版）严家禄编著第一章基本概念思考题：2、4 习题布置：1-4、1-6 2、“平衡”和“均匀”有什么区别和联系答：平衡（状态）值的是热力系在没有外界作用（意即热力、系与外界没有能、质交换，但不排除有恒定的外场如重力场作用）的情况下，宏观性质不随时间变化，即热力系在没有外界作用时的时间特征-与时间无关。
所以两者是不同的。
如对气-液两相平衡的状态，尽管气-液两相的温度，压力都相同，但两者的密度差别很大，是非均匀系。
反之，均匀系也不一定处于平衡态。
但是在某些特殊情况下，“平衡”与“均匀”又可能是统一的。
如对于处于平衡状态下的单相流体（气体或者液体）如果忽略重力的影响，又没有其他外场（电、磁场等）作用，那么内部各处的各种性质都是均匀一致的。
4、“过程量”和“状态量”有什么不同？答：状态量是热力状态的单值函数，其数学特性是点函数，状态量的微分可以改成全微分，这个全微分的循环积分恒为零；而过程量不是热力状态的单值函数，即使在初、终态完全相同的情况下，过程量的大小与其中间经历的具体路径有关，过程量的微分不能写成全微分。
因此它的循环积分不是零而是一个确定的数值。
习题答案：1-4用斜管式压力计测量锅炉管道中烟气的真空度。
管子的倾角30α=，压力计中使用密度为800Kg/m 3的煤油。
倾管中液柱长度为l=200mm 。
当时大气压力B=745mmHg ，问烟气的真空度为多少毫米汞柱？绝对压力为多少毫米汞柱？ [解]： (1) 根据式(1-6)式有(2) 根据(1-5)式有3745784.575006210739.12v P B P mHg-=-=-⨯⨯=*此题目的练习真空度，绝对压力，表压之间的关系及压力单位之间的换算关系。
1-6有一容器，内装隔板，将容器分成A 、B 两部分 (图1-14)。
容器两部分中装有不同压力的气体，并在A 的不同部位安装了两V 2P glsin308009.806650.20.5=784.5Pa=80mmH Oρ==⨯⨯⨯图 1-13图1-14个刻度为不同压力单位的压力表。
(完整版)工程热力学第四版思考题答案(完整版)(沈维道)(高等教育出版社)
工程热力学第四版沈维道 思考题 完整版第1章 基本概念及定义1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗?答：否。
当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。
2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。
这种观点对不对，为什么?答：不对。
“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。
热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。
物质并不“拥有”热量。
一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。
⒊平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系? 答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。
⒋倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式中，当地大气压是否必定是环境大气压?答：可能会的。
因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。
环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。
“当地大气压”并非就是环境大气压。
准确地说，计算式中的P b 应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。
⒌温度计测温的基本原理是什么?答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。
它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。
⒍经验温标的缺点是什么?为什么? 答：由选定的任意一种测温物质的某种物理性质，采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。
工程热力学第四版答案
工程热力学第四版答案第一章基本概念真空容器的长度为1-1毫米，容器两侧的压力为1-1毫米？容器每面受力多少牛顿？已知大气压力为0.1mpa。
[解]：(1)FA.Pa（pb？p）？1m2？（0.1？106pa？1000pa）？99000npv?pb?p?(0.1?106pa?1000pa)/133.3224?742.56mmhg(2)1-2试确定表压为0.01mpa时u型管压力计中液柱的高度差。
(1)u型管中装水，其密度为1000kg/m3；（2） U形管内充满酒精，密度为789kg/m3。
[溶液]：根据公式（1-6），PG=？Gz、明白了吗？z=pgg(1)z水0.01?106??3?1.0197m?1019.7mm?水g10?9.80665pgpg0.01?106??1.2494m?1292.4mm(2)?z酒精??酒精g789?9.80665?此题目的目的是练习如果通过u型管压力计的液柱高度差计算表压力。
1-3用u型管测量容器中气体的压力。
在水银柱上加一段水图(1-12)，测得水柱度850mm，汞柱度520mm。
当时大气压力为755mmhg，问容器中气体的绝对压力为若干？[解决方案]：高水柱和汞柱的高大气压力之和是容器中的空军单位，需要转换。
的绝对压力，但各种压Pph2o？phg？B850? 9.806375? (520?955)? 133.3224? 178320帕？1.7832bar图1-121-4用斜管压力计测量量锅炉管道中烟气的真空度。
管子的倾角??30，压力计中使用密度为800kg/m3的煤油。
倾管中液柱长度为l=200mm。
当时大气压力-1-pv??glsin30?800?9.80665?0.2?0.5=784.5pa=80mmh2ob=745mmhg，问烟气的真空度为若干毫米汞柱？绝对压力为若干毫米汞柱？[解]：(1)根据式(1-6)式有（2）根据公式（1-5），有p?b?pv?745?784.5?750062?10?3?739.12mhg?此题目的练习真空度，绝对压力，表压之间的关系及压力单位之间的换算关系。
工程热力学第四版课后思考题答案
第一章基本概念与定义1．答：不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定2．答：这种说法是不对的。
工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。
3．答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是他们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4．答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5．答：温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。
6．答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。
7．答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化的原因。
8．答：（1）第一种情况如图1-1（a）,不作功（2）第二种情况如图1-1（b）,作功（3）第一种情况为不可逆过程不可以在p-v图上表示出来，第二种情况为可逆过程可以在p-v图上表示出来。
9．答：经历一个不可逆过程后系统可以恢复为原来状态。
系统和外界整个系统不能恢复原来状态。
10．答：系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后，系统恢复到原来状态，外界没有变化；若存在不可逆因素，系统恢复到原状态，外界产生变化。
11．答：不一定。
主要看输出功的主要作用是什么，排斥大气功是否有用。
第二章 热力学第一定理1．答：将隔板抽去，根据热力学第一定律w u q +∆=其中0,0==w q 所以容器中空 气的热力学能不变。
工程热力学(第四版 答案
所示，若当地大气压）管子。
求烟气的封良好，蒸汽只能从盖子中间的缝隙逸出，在缝隙的上方有一个可移动的小柱塞，所以只有锅内蒸汽的压力超过了柱塞的压力后蒸汽才能逸出，所示，已知当场大气1表示）。
p / MPa 1.655 1.0690.7240.5000.3960.3170.2450.1930.1033V / cm114.71163.87245.81327.74409.68573.55655.48704.64491.612 和过程3-1。
试0.5 × 10 Pa 2 × (54.09J/kg ×1kg ×103 - 0.1×10 Pa × 0.1561m )工程热力学第 4 版习题解解：可逆过程对外界作功最大，故按可逆定温膨胀计算：V2V 1w = R g T ln= 0.26kJ/(kg · K) × (273.15 + 27)K × ln = 54.09kJ/kgA × 2lA × l m '2m '2c 2 2W = W 0 +Δc 2 = p 0 (V 2 - V 1 ) +（a ）图 2-1m 1 R g T 1p 11kg × 260J/(kg · K) × 300.15K 6V 1 === 0.1561m 3V 2 = 2V 1 = 0.3122m 3代入式（a ）6 310kgc 2 == 87.7m/s 2-4 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 ？解：取气体为系统，据闭口系能量方程式W = Q - ΔU = 50J - 84J = -34J所以过程是压缩过程，外界对气体作功 34J 。
6的总功率是 375kW ，且最终全部变成热能，另外，室内经常点着 50 盏 100W 的电灯，若使该车间温度保持不变，问每小时需另外加入多少热量？解：要使车间保持温度不变，必须使车间内每小时产生的热量等散失的热量，即Q = Q m + Q E + Q B + Q l = 06Q E = 50 × 0.1kJ/s × 3600s = 18000kJ66 62-6 夏日，为避免阳光直射，密闭门窗，用电扇取凉，若假定房间内初温为 28℃，压力为 0.1MPa ，电扇的功率为 0.06kW ，太阳直射传入的热量为 0.1kW ，若室内有三人，每人每10，活塞、。
工程热力学第四版课后思考题答案
1．闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？ 不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。
2．有人认为开口系统内系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。
对不对，为什么？不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递（传热量），随物质进出的热能（准确地说是热力学能）不在其中。
3．平衡状态与稳定状态有何区别和联系？平衡状态一定是稳定状态，稳定状态则不一定是平衡状态。
4．倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式p =p b +p g (p > p b ), p = p b -p v (p < p b )中，当地大气压是否必定是环境大气压？当地大气压p b 改变，压力表读数就会改变。
当地大气压p b 不一定是环境大气压。
5．温度计测温的基本原理是什么？ 6．经验温标的缺点是什么？为什么？不同测温物质的测温结果有较大的误差，因为测温结果依赖于测温物质的性质。
7．促使系统状态变化的原因是什么？举例说明。
有势差（温度差、压力差、浓度差、电位差等等）存在。
8．分别以图1-20所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水和正在运行的电视机为研究对象，说明这些是什么系统。
参加公路自行车赛的运动员是开口系统、运动手枪中的压缩空气是闭口绝热系统、杯子里的热水是开口系统（闭口系统——忽略蒸发时）、正在运行的电视机是闭口系统。
9．家用电热水器是利用电加热水的家用设备，通常其表面散热可忽略。
取正在使用的家用电热水器为控制体（但不包括电加热器），这是什么系统？把电加热器包括在研究对象内，这是什么系统？什么情况下能构成孤立系统？不包括电加热器为开口（不绝热）系统（a 图）。
包括电加热器则为开口绝热系统（b 图）。
将能量传递和质量传递（冷水源、热水汇、热源、电源等）全部包括在内，构成孤立系统。
工程热力学第四版答案精简版
⎛
⎜ ⎝
c
p
ln T2 TA
− Rg
ln
p2 pA
⎞⎛
⎟ ⎠
+
mB
⎜ ⎝
c
p
ln T2 TB
− Rg
ln
p2 pB
⎞ ⎟ ⎠
=
cp
⎛ ⎜ mA ⎝
ln T2 TA
+ mB
ln T2 TB
⎞ ⎟ − Rg ⎠
⎛ ⎜ mA ⎝
ln
p2 pA
+ mB
ln
p2 pB
⎞ ⎟ ⎠
=
1005J/(kg
⋅
K)
×
⎛ ⎜1.452kg
×
ln
485.4K
+
0.523kg
K
= 0.523
kg
m = mA + mB = 1.452 kg + 0.523 kg = 1.975 kg 取容器内全部气体位系统，列能量方程，有 Q = ΔU + W 因 Q = 0、W = 0 ，故 ΔU = 0 ， 所以
mcVT2 − (mAcV TA + mBcVTB ) = 0
T2
=
mAcV TA + mBcV TB mcV
Hale Waihona Puke 其负载取去 100 kg，活塞将上升，最后与环境重新达到热力平衡。
设空气可以通过气缸壁充分与外界换热，达到热力平衡时，空气的温 图 3-3 习题 3−8 附图 度等于环境大气的温度。求活塞上升的距离，空气对外作出的功以及与环境的换热量。
解：据题意，活塞上负载未取走前气缸内气体的初始状态为
p1
=
pb
工程热力学第四版课后思考题答案
1．闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？ 不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。
2．有人认为开口系统内系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。
对不对，为什么？不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递（传热量），随物质进出的热能（准确地说是热力学能）不在其中。
3．平衡状态与稳定状态有何区别和联系？平衡状态一定是稳定状态，稳定状态则不一定是平衡状态。
4．倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式p =p b +p g (p > p b ), p = p b -p v (p < p b )中，当地大气压是否必定是环境大气压？当地大气压p b 改变，压力表读数就会改变。
当地大气压p b 不一定是环境大气压。
5．温度计测温的基本原理是什么？ 6．经验温标的缺点是什么？为什么？不同测温物质的测温结果有较大的误差，因为测温结果依赖于测温物质的性质。
7．促使系统状态变化的原因是什么？举例说明。
有势差（温度差、压力差、浓度差、电位差等等）存在。
8．分别以图1-20所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水和正在运行的电视机为研究对象，说明这些是什么系统。
参加公路自行车赛的运动员是开口系统、运动手枪中的压缩空气是闭口绝热系统、杯子里的热水是开口系统（闭口系统——忽略蒸发时）、正在运行的电视机是闭口系统。
9．家用电热水器是利用电加热水的家用设备，通常其表面散热可忽略。
取正在使用的家用电热水器为控制体（但不包括电加热器），这是什么系统？把电加热器包括在研究对象内，这是什么系统？什么情况下能构成孤立系统？不包括电加热器为开口（不绝热）系统（a 图）。
包括电加热器则为开口绝热系统（b 图）。
将能量传递和质量传递（冷水源、热水汇、热源、电源等）全部包括在内，构成孤立系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（2）
A0 = 4π d 2 = 4 × 3.1416 ×1m2 = 12.57m2
F = A0Δp = A0 ( pb − p) = 12.57 m2 × (0.101×106 Pa - 691.75Pa) = 1.261×106 N
1-5 用 U 型压力计测量容器中气体的压力，在水银柱上加一段水， 则得水柱高 1020mm，水银柱高 900mm，如图 1-1 所示，若当地大气压 为 755mmHg，求容器中气体的压力（MPa）。
解：（1）若任意温度 T 在朗肯温标上读数为 T (°R) 在热力学绝对温标上读数为 T（K），
则
671.67 − 491.67 = T (°R) − 491.67
373.15 − 273.15 T (K) − 273.15
解得
{T}°R = 1.8{T}K
（2）据上述关系{T}K = 0 时，{T}°R = 0
。求烟气的
真空度（以 mmH2O 表示）及绝对压力（以 Pa 表示）。 解：倾斜式压力计上读数即烟气的真空度
图 1-2
pv = l sin αρ g = 200 ×10−3 m × 0.5 × 0.8 ×103 kg/m3 × 9.81m/s2 = 80 × 9.81Pa
因1Pa
=
1 9.81
mmH 2 O
图 1-3
3
工程热力学第 4 版习题解
柱塞质量
pe = p − pb = 201kPa −101kPa = 100kPa
1
工程热力学第 4 版习题解
1-3 设一新温标，用符号 °N 表示温度单位（它的绝对温标是用 °Q 表示温度单位）。规定
纯水的冰点和汽点100°N 和1000°N 。试求：
（1）该新温标与摄氏温标的关系；
（2）若该温标的绝对零度与热力学温标零度相同，则该温标读数为 0°N 时，其绝对温标
读数是多少 °Q ？
{T}°Q = {t}°N + 2358.35
{T}°N = 0 时， T = 2358.385°Q 。
1-4 直径为 1m 的球形刚性容器，抽气后真空度为 752.5mmHg，若当地大气为 0.101MPa ， 求：
（1）容器内绝对压力为多少 Pa； （2）容器表面受力多少 N？
解 ：（1） p = p b − pv = 0.101×106 Pa − 752.5mmHg ×133.3Pa/mmHg = 691.75Pa
解：
p = pe + pb = (1020 × 9.81)Pa + (900 ×133.3)Pa + (755×133.3)Pa = 2.306 ×105 Pa = 0.231MPa
图 1-1
1-6 容器中的真空度为 pv = 600mmHg ，气压计上水银柱高度为 pb = 755mm ，求容器中
+ 32
=
9 5 {t}°C
+ 32
1-2 英制系统中朗肯温度与华氏温度的关系为{T}°R = {t}°F + 459.67 。已知热力学绝对温
标及朗肯温标在纯水冰点的读数分别是 273.15K 和 ห้องสมุดไป่ตู้91.67°R ；汽点的读数分别是 373.15K 和
671.67°R 。
（1）导出朗肯温度和开尔文温度的关系式； （2）开尔文温标上绝对零度在朗肯温标上是多少度？
第一章 基本概念
1-1 英制系统中采用华氏温标，它规定在标准大气压（ 101 325 Pa ）下纯水的冰点是
32 °F ，汽点是 212 °F ，试推导华氏温度与摄氏温度的换算关系。
解：
{t}°F − 32 = {t}°C − 0 212 − 32 100 − 0
{t}°F
=
180 100 {t}°C
pv′ = pb′ − p = (770 −155)mmHg = 615mmHg 1-7 用斜管压力计测量锅炉烟道烟气的真空度（如图 1-24）管子 的倾斜角α = 30° ，压力计中使用密度 ρ = 0.8 ×103 kg/m3 的煤油，斜
管中液柱长度 l
=
200mm
。当地大气压力
p v
=
745mmHg
解：（1）
{t}°N −100 = {t}°C − 0 1000 −100 100 − 0
{t}°N = 9{t}°C + 100
（2）
{T}°Q = {t}°N + C = 9{t}°C + 100 + C = 9[{T}K − 273.15] + 100 + C
据题意，当{T}K = 0 时，{T}°Q = 0 ，解得上式中 C = 2358.35 ，代回原式得
2
工程热力学第 4 版习题解
的 绝 对 压 力 （ 以 MPa 表 示 ）。 如 果 容 器 中 的 绝 对 压 力 不 变 ， 而 气 压 计 上 水 银 柱 高 度 为
pb′ = 770mm ，求此时真空表上的读数（以 mmHg 表示）是多少？
解：容器中气体压力低于当地大气压力，故绝对压力
p = pb − pv = (755 − 600)mmHg = 155mmHg = 0.0207MPa 若容器中绝对压力不变，而大气压力变为 pb′ = 770mmHg 。则此时真空表上的读数为
、1mmHg
=
13.595mmH2O
，故
pv = 80mmH2O
烟气绝对压力
p = pb − pv = (745×13.595)mmH2O − 80mmH2O = 10048.3mmH2O = 0.9857 ×105 Pa
1−8 压力锅因其内部压力和温度比普通锅高而缩短了蒸煮食物的时间。压力锅的盖子密 封良好，蒸汽只能从盖子中间的缝隙逸出，在缝隙的上方有一个可移动
的小柱塞，所以只有锅内蒸汽的压力超过了柱塞的压力后蒸汽才能逸出
（图 1-3）。蒸汽周期性逸出使锅内压力近似可认为恒定，也防止了锅 内压力过高产生的危险。若蒸汽逸出时压力锅内压力应达到 201kPa，
压力锅盖缝隙的横截面积为 4mm2 ，当地大气压力平均为 101kPa，试 求小柱塞的质量。
解：蒸汽逸出时锅内表压力即为应由柱塞产生的压力，所以
工程热力学第 4 版习题解
工程热力学第 4 版习题解
本题解是沈维道、童钧耕编写高等教育出版社出版的“十一五”国家级规划教材 《工程热力学》第 4 版的配套资料。本题解提供的解法是从教学的角度出发的， 未必是唯一的或是最好的，题解中出现的错误恳请读者批评指正。
上海交通大学机械与动力工程学院 童钧耕
2007/11/22