工程热力学2(答案)
(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。
清华大学《工程热力学》（第2版）1-4章思考题参考答案
第一章思考题参考答案1．进行任何热力分析是否都要选取热力系统？答：是。
热力分析首先应明确研究对象，根据所研究的问题人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间，目的是确定空间内物质的总和。
2．引入热力平衡态解决了热力分析中的什么问题？答：若系统处于热力平衡状态，对于整个系统就可以用一组统一的并具有确定数值的状态参数来描述其状态，使得热力分析大为简化。
3．平衡态与稳定态的联系与差别。
不受外界影响的系统稳定态是否是平衡态？答：平衡态和稳定态具有相同的外在表现，即系统状态参数不随时间变化；两者的差别在于平衡态的本质是不平衡势差为零，而稳定态允许不平衡势差的存在，如稳定导热。
可见，平衡必稳定；反之，稳定未必平衡。
根据平衡态的定义，不受外界影响的系统，其稳定态就是平衡态。
在不受外界影响（重力场除外）的条件下，如果系统的状态参数不随时间变化，则该系统所处的状态称为平衡状态。
4．表压力或真空度为什么不能当作工质的压力？工质的压力不变化，测量它的压力表或真空表的读数是否会变化？答：由于表压力和真空度都是相对压力，而只有绝对压力才是工质的压力。
表压力p与真空度v p与绝对压力的关系为：gb g p p p =+ b vp p p =-其中bp 为测量当地的大气压力。
工质的压力不变化，相当于绝对压力不变化，但随着各地的纬度、高度和气候条件的不同，测量当地的大气压值也会不同。
根据上面两个关系式可以看出，虽然绝对压力不变化，但由于测量地点的大气压值不同，当地测量的压力表或真空表的读数也会不同。
5．准静态过程如何处理“平衡状态”又有“状态变化”的矛盾？ 答：准静态过程是指系统状态改变的不平衡势差无限小，以致于该系统在任意时刻均无限接近于某个平衡态。
准静态过程允许系统状态发生变化，但是要求状态变化的每一步，系统都要处在平衡状态。
6．准静态过程的概念为什么不能完全表达可逆过程的概念？ 答：可逆过程的充分必要条件为：1、过程进行中，系统内部以及系统与外界之间不存在不平衡势差，或过程应为准静态的；2、过程中不存在耗散效应。
工程热力学本科生期末复习题2答案
一判断题1.均匀则一定平衡。
反之平衡也一定均匀；（X）2.稳定状态一定是平衡状态；（X）3.判断一个热力过程是否可逆的条件是准平衡过程且无耗散效应；（V）4.次含只有在流动工质中才存在；（X ）5.对于定压过程热力学第一定律的表达式可写为q =湖；（V）6.闭口热力系吸收一定热量后，其!W一定增大；（A/）7.用压力表可以直接读出绝对压力值；（X ）8.白发过程为不可逆过程，非白发过程必为可逆过程；（X）9.w = Jpd v可用于准平衡过程求功量；（X ）10.热力系没有通过边界与外界交换能量，系统的热力状态也可能变化；（X）11.初、终态相同的热力过程，不可逆过程的炳变大于可逆过程的!W 变；（X）12.任意可逆循环的热效率都是门t=1-TJT1；（X）13.经不可逆循环，系统和外界均无法完全恢复原态；（X）14.理想气体的G,C v值与气体的温度有关，则它们的差值也与温度有关；（X）15.气体的比热可以从-8变化到+8的任何值；（X）16.理想气体的比热容与工质、温度和过程有关；（/）17.理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了；（X）18.理想气体的的次含只和温度有关，是状态参数，而实际气体的次含不是状态参数；（x）19.工质稳定流经热力设备时，所做的技术功等于膨胀功减去流动功；（V）20.多变过程即任意过程；（X）21.工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程，则多变指数n 满足0<n<1 ; （V）22.定温压缩是压气机最理想的工作模式；（v7）23.余隙容积的存在是耗功量增大；（X）24.制冷系统的制冷系数肯定大于1; （X）25.三种动力系统中蒸汽动力系统的效率是最高的，因为其最接近卡诺循环；（X）26.绝热节流的温度效应可用一个偏导数来表征，这个量称为焦耳- 汤姆逊系数。
它是一个状态的单值函数。
实际气体节流后温度可能升高、降低或不变；（/）27.理想气体流过阀门，前后参数变化为△ s>0, △ T=0;（"）28.对于缩放喷管，出口压力随着背压的变化而变化，故其流量也随着背压的变化而变化；（x）29.对于减缩喷管，当P b 4 P er时，减低P b流量保持不变；（A/）30.渐缩喷管出口气流的马赫数可以是任意非负数；（X ）31.喷管的流动过程中肯定能达到当地音速；（X）32.湿空气的相对湿度下降，湿空气中所含水分不一定减少；（A/）33.水蒸气的次含炳图上，湿蒸气区的等温线既为等压线，是一组斜率相同的倾斜直线；（X）34.对于饱和空气，t=t w=t d ；（V）35.对未饱和空气进行降温，含湿量先保持不变，再降低；（/）36.对于水（蒸汽），任意两个状态参数可确定其状态；（错）37.相对湿度较高的空气，其露点温度也较高；（X ）38.湿饱和蒸汽的次含等于饱和水的次含加上干度乘以汽化过程中1kg饱和水变成干饱和蒸汽所吸收的热量；（V）39.过热蒸汽的温度总是大于未饱和水的温度；（X）40.湿空气在总压力不变，干球温度不变的条件下，湿球温度愈低，其含湿量愈小。
广大复习资料之工程热力学第2章思考题答案
第二章气体的热力性质思考题2-1 容器内盛有一定量的理想气体，如果将气体放出一部分后达到了新的平衡状态，问放气前、后两个平衡状态之间参数能否按状态方程表示为下列形式：（a ）222111T v P T v P = （b ）222111T V P T V P = 答：放气前、后两个平衡状态之间参数能按方程式（a ）形式描述，不能用方程式（b ）描述，因为容器中所盛有一定量的理想气体当将气体放出一部分后，其前、后质量发生了变化，根据1111RT m v p =，2222RT m v p =，而21m m ≠可证。
2-3 一氧气瓶内装有氧气，瓶上装有压力表，若氧气瓶内的容积为已知，能否算出氧气的质量。
答：能算出氧气的质量。
因为氧气是理想气体，满足理想气体状态方程式mRT PV =。
根据瓶上压力表的读数和当地大气压力，可算出氧气的绝对压力P ，氧气瓶的温度即为大气的温度；氧气的气体常数为已知；所以根据理想气体状态方程式，即可求得氧气瓶内氧气的质量。
2-4 夏天，自行车在被晒得很热的马路上行驶时，为何容易引起轮胎爆破？答：夏天自行车在被晒得很热的马路上行驶时，轮胎内的气体（空气）被加热，温度升高，而轮胎的体积几乎不变，所以气体容积保持不变，轮胎内气体的质量为定值，其可视为理想气体，根据理想气体状态方程式mRT PV =可知，轮胎内气体的压力升高，即气体作用在轮胎上的力增加，故轮胎就容易爆破。
2-5 气瓶的体积为5L ，内有压力为101325Pa 的氧气，现用抽气体积为0.1L 的抽气筒进行抽气。
由于抽气过程十分缓慢，可认为气体温度始终不变。
为了使其压力减少一半,甲认为要抽25次,他的理由是抽25次后可抽走25×0.1L=2.5L 氧气，容器内还剩下一半的氧气,因而压力就可减少一半;但乙认为要抽50次，抽走50×=5.0L 氧气，相当于使其体积增大一倍，压力就可减少一半。
你认为谁对? 为什么? 到底应该抽多少次?答：甲和乙的看法都是错误的。
工程热力学课后习题及答案第六版(完整版)
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 ＝101.325 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。
西工大(冯青) 工程热力学作业答案 第二章
0 = ( mu ′ − m0 u0 ) + 0( h + − ( m − m0 )( h +
1 2 cf + gz ) out 2
1 2 cf + gz ) in + 0 2
习题 2-13 储气罐充气
忽略宏观动能和位能后，整理得
( mu ′ − m0 u0 ) = h( m − m0 ) ,即开口系能量的增加等于
则由闭口系热力学第一定律表达式得
Q12 = ΔU 12 + W12 = 1.5( p2V2 − p1V1 ) +
1 ( p2 − p1 )(V2 + V1 ) + ( p1V2 − p2V1 ) 2
= 60 + 0.5 × ( 200 − 1000)(1.2 + 0.2) + (1000 × 1.2 − 200 × 0.2) = 660 kJ
PA2V A2 PA1V A1
× T A1 =
V2
2 × 0.00645 TA1 = 3T A1 = 900 K 1 × 0.043
(2)取 B 内气体为热力系， WB =
∫
V2
V1
pdV = ∫
RgTB1
V
V1
dV = RgTB1 ln
V2 V1
kJ
= 0.287 × 300 × ln
则 QB = ΔU B + WB = 0 − 59.68 = −59.68
cf 3′ = 2( h3 − h3′ ) =
2γRg
γ −1
(T3 − T3′ ) =
2 × 1.40 × 0.287 (600 − 370) = 21.50 m/s 1.40 − 1
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。
工程热力学复习思考题二 - 答案
复习思考题二答案一、填空题（每空1分，共10分）1、热力学第一定律解析式有时写成q =∆u ＋12⎰pdv ，此式适用于任意系统、任意工质和可逆过程。
2、既然余隙容积具有不利影响，是否可能完全消除它？对于往复式压气机，余隙容积不可能完全消除；对于旋转式压气机，则有可能完全消除。
3、气体动力循环和蒸汽动力循环提高循环热效率的共同原则：提高工质的平均吸热温度。
4、理想气体状态方程：pV nRT =。
5、刚性容器内湿空气温度保持不变而充入干空气，容器内湿空气的φ减小，d 减小，p v 减小。
（增大或减小）二、判断题（每题1分，共20分）1、闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，但系统内质量保持恒定的热力系不一定是闭口系统。
（√）2、可以由基本能量方程式得出功、热量和热力学能是相同性质的参数的结论。
（×）3、工质及气缸、活塞组成的系统经循环后，系统输出的功中不需要减去活塞排斥大气功才是有用功。
（√）4、气体流入真空容器，需要推动功。
（×）5、摩尔气体常数R 值是随气体的状态不同而不同的。
（×）6、如果某种工质的状态方程式为pv=RgT ，这种工质的比热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数。
（√）7、麦耶公式的推导用到理想气体方程，因此适用于理想气体混合物不适合实际气体。
（√）8、气体吸热后温度一定升高。
（×）9、熵是状态参数，只与初终状态有关，与过程无关。
（√）10、定容过程即无膨胀（或压缩）功的过程。
（√）三、选择题（每题1分，共10分）1、 热力学第一定律解析式有时写成：q=∆u ＋w ，那么适用范围是（A ）（A ）任意系统、任意工质和任意过程（B ）闭口系统、任意工质和任意过程（C ）任意系统、任意工质和可逆过程（D ）闭口系统、任意工质和可逆过程2、湿蒸汽经定温膨胀过程后其内能变化（B ）（A ）△U=0（B ）△U ＞0（C ）△U ＜0（D ）△U ＜0或△U ＞03、压气机压缩气体所耗理论轴功为（C ）（A ）pdv 12⎰ （B ）d pv ()12⎰ （C ） pdu 12⎰＋p 1v 1－p 2v 24、多级（共Z 级）压气机压力比的分配原则应是（B ）（A）βi=（P Z+1+P1）/Z （B）βi=（P Z+1/P1）1/Z（C）βi=P Z+1/P1 （D）βi=（P Z+1/P1）/Z5、工质熵减少的过程（B）（A）不能进行（B）可以进行（C）必须伴随自发过程才能进行（D）不确定6、闭口系统功的计算式W=U1－U2（D）（A）只适用于可逆绝热过程。
2020年中国石油大学北京网络学院 工程热力学与传热学-第二阶段在线作业 参考答案
中国石油大学北京网络学院
工程热力学与传热学-第二阶段在线作业
参考答案
1.（
2.5分）干饱和蒸汽被定熵压缩，将变为：
A、未饱和水
B、饱和水
C、湿蒸汽
D、过热蒸汽
我的答案：D 此题得分：2.5分
2.（2.5分）湿空气的d一定时，温度越高，其吸湿能力：
A、越强
B、越弱
C、相等
我的答案：A 此题得分：2.5分
3.（2.5分）湿空气压力一定时，其中水蒸气的分压力取决于：
A、含湿量
B、相对湿度
C、露点
我的答案：A 此题得分：2.5分
4.（2.5分）再热循环的目的是：
A、提高蒸汽初温
B、提高蒸汽初压
C、降低冷凝压力
D、增加蒸汽干度
我的答案：D 此题得分：2.5分
5.（2.5分）回热循环的主要目的是：
A、提高蒸汽初温
B、提高蒸汽初压
C、降低冷凝压力
D、提高进入锅炉的给水温度。
2005年本科工程热力学II答案
2005工程热力学Ⅱ考题(A)题解一、湿空气温度为33℃，压力为100kPa ，测得湿球温度为22℃，利用h d −图求取其相对湿度、含湿量及水蒸气分压力。
（10分）答案：48%ϕ=、d 18.2C t =D、0.0141kg/kg d =干空气、v 2.2kPa p =。
二、分析湿空气绝热节流后相对湿度、含湿量、露点等参数的变化趋势并说明理由。
（10分）答题要点：湿空气可作为理想气体，绝热节流后温度不变，但总压力下降，故水蒸气饱和压力不变，分压力下降，故相对湿度减小；由于节流前后水蒸气和干空气质量均不变，故含湿量、露点不变。
三、当气流速度分别为亚声速和超声速时，下列形状管道中哪些宜于作喷管？（10分）....答题要点：在压力条件满足的条件下，亚声速时a 和c ；超声速b 适宜作喷管。
四、为了保持肉类贮藏室内温度在-15℃必须从贮藏室输出50kW 的热流量，用一台以R134a 为工质的制冷循环机组进行此项工作，该机组的压缩机绝热效率为0.95，环境介质的温度平均为25℃。
求：该机组循环的制冷系数、最小功率和循环工质的流量。
已知2418.6kJ/kg s h =，其他见R134a 热力性质表：（15分） '"h h '"s s/C t Ds /kPap kJ/kgkJ/(kg K)⋅-15 164.0 180.1 389.6 0.925 1.737 25665.8234.5 412.41.120 1.716答案： 5.1ε=、0.3224kg/s m q =、9.8kW P =。
五、某太阳能动力装置利用水为工质，从太阳能集热器出来的是175℃的饱和水蒸气，在汽轮机内不可逆膨胀后排向10kPa 的冷凝器，若不可逆熵产为0.3kJ/(kg K)⋅，忽略水泵功，求：（1）循环的热效率；（2）改善循环的热力学措施。
已知：查饱和水蒸气表：175℃，891.8kPa s p ="2773.3kJ/kg " 6.625kJ/(kg K)h s ==⋅、10kPa ，"2583.7kJ/kg '=191.7kJ/kg h h =、；"8.149kJ/(kg K)s =⋅、'=0.649kJ/(kg K)s ⋅、3'0.0010m /kg v =。
工程热力学(朱明善)第二版答案
3.6 103 24 N 3.6 103 24 25000 276000kg /日 276吨/日 q0 29000 0.27 276000 (2) b 0.46kg / ( kW h) 0.46kg / 度 24 25000
故 B
4
1-10 解：
5 t / F 32 设 t / C t / F t 9 5 5 则有 t 1 32 9 9 5 解上式有 t 32 40 4
按关系式 t / C 可见可出现相同数值的情况，其温度为-40
1-11 解：由已知条件有：
h液体钠
1-2 解：由 pE = pb H 2O g hm l g hl 代入数据有
pE = 1.01 105 1005 9.81 0.54 - 900 9.81 0.15
1.0499 105 Pa 787.7 mmHg
1-3 解： p pb Hg g hc sin15 Hg g hv H 2O g hH 2O
电机发热功率60000053157890951kg空气可带走的热量552035kjkg为维持电机正常工作至少需空气流量31578990325003536030007320741073207374400300kjkgkjkg0857170007374360119144kjkg2502871071775kjkg071775170036096179kjkg可见按平均比热容表数据计算要偏大239这是因为当时已远远偏离071775kjkgkjkg也可以看出与定比热相去甚远
如果循环为 ACBA，则（被做功）
W'
提示：有些同学分开计算每段的做功然后相加，其中 AB 段要用到积分，较为繁琐。简单的办法是根据做 功的定义 W
工程热力学(第五版)课后习题答案(全)
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。
工程热力学-课后习题答案
首先求终态时需要充入的空气质量
kg
压缩机每分钟充入空气量
kg
所需时间
19.83min
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 m3的空气在0.1MPa下占体积为多少的问题。
根据等温状态方程
0.7MPa、8.5 m3的空气在0.1MPa下占体积为
容积体积不变；R＝188.9
（1）
（2）
（3）
（4）
压入的CO2的质量
（5）
将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得
m=12.02kg
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：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
绝热
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
根据理想气体状态方程
＝100kPa
3-9一个储气罐从压缩空气总管充气，总管内压缩空气参数恒定，为500 kPa，25℃。充气开始时，罐内空气参数为100 kPa，25℃。求充气终了时罐内空气的温度。设充气过程是在绝热条件下进行的。
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
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。
＝2.67×105kJ
（1）热力系：礼堂中的空气和人。
闭口系统
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
工程热力学第三版曾丹苓第二章习题及答案
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
Qin 冷源 热源 Qout W
6
得到热量 506KJ，作膨胀功 506KJ
第二次膨胀，仅加入热量 39. 1KJ,求：
（1）第一次膨胀中空气热力学能增加多少？ （2）第二次膨胀中空气热力学能增加多少？ （3）第二次膨胀中空气作了多少功？ 解： （1） ΔU1=δQ1–δW1=506-506=0
（2）空气热力学能ΔU 为状态函数，只与始、终态有关， 故 ΔU2=0 （3）δW2=δQ2-ΔU2=39.1-0=39.1（KJ） 2-5 闭系中实施某过程，试填补表中空缺的数据。 2-6 某气体服从状态方程 p(v b) R g T 。式中，Rg 为气体常数，
vi
vf
vf
RT
v b
过程序号 1 2 3 4 5 6
vf
Q/J 24 -8 37 18 -8 -23
vf
W/J -13 10 17 8 13 -11
E1/J -45 80 -12 26 28 19
E2/J -8 62 8 36 7 7
△E/J 37 -18 20 10 -21 -12
工程热力学第二版答案严家禄
工程热力学第二版答案严家禄
1、“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、系与外界没有能力交换。
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志。
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一致的。
2、“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零一而过程量不是热力状态的单值函数，即使在初终志完全相同的情况下。
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。
工程热力学第三版_热力学第二定律课后题答案
图 3-20
W
TO TL c TL 可逆制冷机由可逆热机驱动，即二者的功量相等，则 TH TO T TL QH QL O TH TL 故 QL TH TO TL QH TH TO TL 当 TH TO 时，有 QL QL QL TL QH TO TL
[3-13]两物体质量相等，比热容相同（都为常数） ，其中 A 物体初温为 TA， B 物体初温为 TB，用它们作热源和冷源，使可逆机在其间工作，直至两物体温 度相等时为止。 ⑴试证明平衡时的温度为 Tm TATB ⑵求可逆机作出的总功量； ⑶如果两物体直接接触进行热交换，直至温度相等，求此时的平衡温度及两 物体的总熵增。 解： ⑴取 A， B 物体 （质量相同， 比热容相同） 和可逆热机作绝热系， A 物体（热 源）放热后，温度由 TA 降至 Tm，B 物体（冷源）吸热后，由 TB 升高至 Tm，可 逆热机在 A，B 物体间工作，当二物体温度相等时，可逆热机停止工作，则有 S 系＝S A＋S 工质＋S B 0 S 工质 0 故
卡诺循环a的热效率wawbq1q2q2q2t1100050050010005001000limlimlim37用可逆热机驱动可逆制冷机热机从热源th向热源t0放热而制冷机从冷藏库tl取热向热源t0放热如图320所示试证明当th大大高于t0时制冷机从冷藏库吸取的热量ql与热源th供给的热量qh之比趋近于输入功量图319图32039将5kg0的冰投入盛有25kg温度为50的水的绝热容器中求至冰完全融化且与水的温度均匀一致时系统熵的变化已知冰的融解热为333kjkg水的比热容为41868kjkgk
第三章
熵与热力学第二定律
[3-1]某动力循环中，工作流体在平均温度 440℃下得到热量 3150kJ/kg，向 温度为 20℃的冷却水放出热量 1950 kJ/kg，如果流体没有其它的热交换，此循环 满足克劳修斯不等式吗？ q q q 3150 1950 解： 1 2 T T1 T2 440 273 20 273 2.237 kJ /(kg K ) 0 所以，此循环满足克劳修斯不等式。 [3-3]两卡诺机 A，B 串联工作，A 热机在 627℃下得到热量，并对温度为 T 的热源放热，B 热机从温度为 T 的热源吸收 A 热机排出的热量，并向 27℃的冷 源放热，在下述情况下计算温度 T。 ⑴二热机输出功相等； ⑵二热机的热资效率相等 解： T1 ⑴当二热机输出功相等（ W A WB ）时，求中间热 源温度 T W A Q1 Q2
- 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)。
1、理想气体任意两个参数确定后，气体的状态就一定确定了。（×）
2、热力系统放热后，系统的熵一定减少。（×）
3、循环净功越大，则循环热效率越大。（×）
4、工质经任何一种循环，其熵变为零。（√）
5、水蒸气绝热膨胀过程中的技术功 wt h cpT 。（×）
6、容器内水蒸气的压力为 1.0× 105 Pa，测得温度为 110℃，可断定容器里为过
它们之间的关系： w wt wf wt ( pv) （1 分）
可逆时： w pdv, wt vdp ，在 p－v 图上表示如图。
膨胀功 w：面积 1-2-3-4-1；（1 分）
技术功 wt：面积 1-2-5-6-1。（1 分）
P
5
2
6
1
V
3
4
4. 有一台可逆机经历了定容加热 1－2，等熵膨胀 2－3 和等压放热 3－1 后完 成一个循环。假定工质为理想气体，其等熵指数为 k，循环点的温度 T1、 T2、T3 已知。试在 p－v 图和 T－s 图上表示出该循环，并写出循环热效率 的计算式。
（2 分）
第 8 页 共 11 页
注：考生请在答题纸上答题，不得在本试题纸上答题和写本人姓名或考生编号等，否则以舞弊处理！
（3）
S A
QA TA
1500 800
1.875kJ
/K
SB
QB TB
155 600
0.258kJ
/K
SC
QC TC
485 1.617kJ / K 300
四、 计算题（70 分）
1. 一绝热刚体气缸，被一导热的无摩擦活塞分成两部分。最初活塞被固定在 某一位置上，气缸的一侧储有压力为 0.2MPa、温度为 300K 的 0.01 m3 的空 气，另一侧储有同容积、同温度的空气，其压力为 0.1M。设空气的比热容为定值。试计 算： 1. 平衡时的温度为多少？ 2. 平衡时的压力为多少？
1. 某理想气体经历如图所示过程 1－2，请在图上用面积表示所耗技术功 wt 。 并简要说明理由。
T 1’
等压线 2
1
答：过点 2 做等压线，过点 1 做等温线。 则有：
wt qn h qn cp (T2 T1) qn cp (T2 T1' ) qn qp,1'2 1 2 1' a b c 1面积
a
b
c
（3 分） 2. T-S 图上所示循环 1-2-3-1 中，2-3 为绝热过程。试用面积表示该循环中的吸
热量、放热量及可用能损失。
T 2
T0
1
3
D
第 3 页 共 11 页
注：考生请在答题纸上答题，不得在本试题纸上答题和写本人姓名或考生编号等，否则以舞弊处理！
S
A
B
C
答：吸热量：面积 12BA1；（2 分）放热量：面积 13CA1；（2 分）
可用能损失：面积 3DBC3（2 分）
3. 试述膨胀功、技术功和流动功的意义及关系，并将可逆过程的膨胀功和技 术功表示在 p－v 图上。
答：
膨胀功 w：系统体积变化时所做的功；（1 分）
技术功
wt：技术上可资利用的功， wt
1 2
c
2 f
gz
wi （1
分）
流动功 wf：维持流动所需要的功， wf ( pv) p2v2 p1v1 （1 分）
10. 定量某种理想气体经历某种可逆过程，过程中不可能同时发生：（B）
A．吸热、升温又对外做正功
B. 吸热、降温又对外做负功
C. 吸热、升温又对外做负功
D. 吸热、降温又对外做正功
第 2 页 共 11 页
注：考生请在答题纸上答题，不得在本试题纸上答题和写本人姓名或考生编号等，否则以舞弊处理！
三、 简答及作图题（每题 6 分，共 30 分）
第 4 页 共 11 页
注：考生请在答题纸上答题，不得在本试题纸上答题和写本人姓名或考生编号等，否则以舞弊处理！
答：
P
T
2
V
S
1
P
3
1
V
（3 分） 依题意，循环的 p－v 图和 T－s 图如上图所示。
t
1
q2 q1
1 cp (T3 cV (T2
T1 ) T1 )
1
k(T3 T1) (T2 T1)
TA
TB
ln Tm2 0, Tm2 1
TATB
TATB
Tm TATB
（10 分） （2） 设 A 物体放出的热量为 Q1，B 物体放出的热量为 Q2，则有：
第 9 页 共 11 页
注：考生请在答题纸上答题，不得在本试题纸上答题和写本人姓名或考生编号等，否则以舞弊处理！
Q1 mc(TA Tm ), Q2 mc(Tm TB )
（3 分）
S
（3 分）a
b
c
T 2
等压线 2’
答：过点 1 做等压线，过点 2 做等温 线。则有：
wt qn h qn cp (T2 T1)
1
qn cp (T2' T1) qn qp,12'
1 2' c b a 2 1面积
（3 分）
S
D. 压力降低、比体积减小、对外做负功；
9. 有位发明家声称他设计了一种机器，当这台机器完成一个循环时，吸收了
1000KJ 的功，同时向单一热源排出了 1000KJ 的热，这台机器(D)
A．违反了热力学第一定律
B. 违反了热力学第二定律
C. 违反了热力学第一定律和热力学第二定律
D. 即不违反热力学第一定律也不违反热力学第二定律
（3 分）
2 S V 3 P
S
5. 试将满足以下要求的多变过程在 p－v 图和 T-s 图上表示出来（先标出四个
基本热力过程，画出满足要求的一个过程即可）。
答：
工质压缩、吸热，且升温。
P
T
n＝0
n
（3 分）
n＝0
n＝1 n＝k
V
n＝1
n
n＝k
（3 分）
第 5 页 共 11 页
注：考生请在答题纸上答题，不得在本试题纸上答题和写本人姓名或考生编号等，否则以舞弊处理！
1. 在一稳态稳流装置内的流体，经历一不可逆过程，装置做功 20KJ，与外界
交换热量-15KJ，则流体进出口截面上的熵变。（ D ）
A．大于 0
B. 小于 0
C.等于 0
D.无法确定
2. 系统与外界发生能量传递时，功和热量是（A）
A．过程量
B. 强度量 C. 广延量
D.状态参数
3. q u w 只适用于（C）
热机为可逆热机，其做功量为最大，故
Wmax Q1 Q2 mc(TA Tm ) mc(Tm TB )
mc(TA TB 2Tm )
mc(TA TB 2 TATB )
（5 分） （3） 平衡温度由能量方程式求得，即
（2）热机从热源 B 吸热还是向热源 B 放热？
（3）各热源及热机的熵变。(20 分)
第 7 页 共 11 页
注：考生请在答题纸上答题，不得在本试题纸上答题和写本人姓名或考生编号等，否则以舞弊处理！
TA 800K
QA
QB
W0
TB 600K
QC
TC 300K
解：（1）设热机向 B 热源放热，由热力学第一、第二定律得
A． U A U B
B. U A U B
C. U A U B
D. U A UB 0
8. 某理想气体自状态 1 经历可逆多变过程到达状态 2，其温度下降、熵增大，
则气体（B）
A. 压力升高、比体积增大、对外做正功；
B. 压力降低、比体积增大、对外做正功；
C. 压力升高、比体积减小、对外做负功；
（5 分） （3）
S A
mARg ln
p2 pA1
pA1VA1 ln TA1
pA1 p2
0.2106 Pa 0.01m3 0.2MPa
ln
300K
0.15MPa （5 分）
1.918J / K
SB
mBRg ln
p2 pB1
pB1VB1 ln TB1
pB1 p2
0.1106 Pa 0.01m3 ln 0.1MPa
S热机＝0
（8 分）
3. 两个质量均为 m，比热容均为 c 且为定值的物体，A 物体初温为 TA，B 物 体初温为 TB，（TA>TB），用他们做可逆热机的有限热源和有限冷源，热机 工作到两物体温度相等时为止。
（1） 证明平衡时的温度Tm TATB ； （2） 求热机做出的最大功； （3） 如果两物体直接接触进行热交换至温度相等时，求平衡温度及两物
pB1VB1 ) RgT2 RgT1 VA1 VB1
(
pA1VA1
pB1VB1 )
T2 T1(VA1 VB1)
(0.2106 Pa 0.01m3 0.1106 Pa 0.01m3)
300K
300K (0.01 0.01)m3
0.15106 Pa 0.15MPa
体总熵的变化量。(25 分)
解：
（1） 取 A、B 物体及热机、功源为孤立系，则：
Siso SA SB SE SW 0
SE 0, SW 0
Siso
SA SB
mc