工程热力学课后题答案
工程热力学 课后习题答案 可打印 第三版 第一章
pb = 755mm ，求容器中的绝对压力（以 MPa 表示） 。如果容器 ′ = 770mm ，求此时真空表上的读数（以 中的绝对压力不变，而气压计上水银柱高度为 pb
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 ′ = 770mmHg 。则此时真空表上的读数为 若容器中绝对压力不变，而大气压力变为 pb ′ = pb ′ − p = (770 − 155)mmHg = 615mmHg pv
3 3
程中 pV 持不变； （2）过程中气体先循 { p}MPa = 0.4 − 0.5 {V }m3 膨胀到 Vm = 0.6m ，再维持
3
压力不变，膨胀到 V2 = 0.8m 。分别求出两过程中气体作出的膨胀功。
3
解 （1）
W = ∫ pdV = ∫
1
2
2
1
pV V 0.8m3 dV = p1V1 ln 2 = 0.2 × 106 Pa ×0.4m3 × ln = 5.54 × 104 J 0.4m3 V V1
6
（2）A0=4πd =4×3.1416×1m =12.57m
2
2
2
F=A0Δp=A0(pb–p)=12.57 m2×(0.101×106Pa–691.75Pa)=1.261×106N
1-5 用∪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 1-17 所示， 若当地大气压为 755mmHg， 求容器中气体的压力为多少 MPa？ 解：
1-11 测得某汽油机气缸内燃气的压力与容积对应值如下表所示，求燃气在该膨胀过程中所作 的功。 p/MPa V /cm
工程热力学习题答案(全)
课后思考题及习题答案思考题1-2： 否，闭口是说没有物质交换绝热是说没有热量交换没有排除做功的可能，所以不是孤立系统。
思考题1-7：否，稳定但不平衡，平衡的概念是内外同时建立热和力的平衡，显然铁棒上各点的温度并不相同，即存在热的不平衡习题1-3：212111111262111ln ln 0.50.5100.172ln138.374kJ 0.1v vv pp v p v v p p v w pdv dv v ==⨯⨯⨯====⎰⎰ 习题1-4：sin B P gl ρα=+6310sin 0.1100.89.80720010sin30?=99215.44 Pa P B gl ρα-=-=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯３习题1-5：21w pdv =⎰1) p=定值：210.0560.020.71021kJ v v p w dv dv ⨯===⎰⎰；2) pV=定值：216211121110.05ln 0.7100.02ln 12.8kJ 0.02v vvp v v p v w pdv dv v =⨯⨯⨯====⎰⎰ 习题1-7：需由热泵向室内提供的热量为：31700001024010019264.43600Q ⨯=-⨯-= w120Q w ε=10219264.4==3.8535Q w ε=kw 习题1-9：1) 512010==3.9773600Q w ε=⨯2) 5210=107360074800Q Q w =--⨯= kJ/h 3) 127.783600Q w == kw思考题2-5：甲与乙的看法都是错误的。
首先依题意可知，如果瓶内氧气压力要减少一半，相应的质量也会减少一半。
对于甲的看法：虽然每次抽出的氧气体积不变，但是由于每抽气一次均会导致气瓶中的压力会有所有下降，每次抽出来的氧气质量也是不同的，甲的错误就在于认为每次抽出的来氧气质量会相同。
而对于乙的看法：乙则认为气瓶内氧气体积增大一倍，压力就会减半，但是在抽气过程中，瓶内氧气的质量是在改变的，因此其结论也是错误的。
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。
工程热力学课后习题答案
工程热力学课后习题答案工程热力学课后习题答案热力学是工程学中的重要分支，它研究能量转化和传递的规律。
在学习热力学的过程中，课后习题是检验学习成果和巩固知识的重要途径。
下面将为大家提供一些工程热力学课后习题的详细解答，希望能对大家的学习有所帮助。
1. 一个理想气体在等压条件下，从体积为1m³压缩到0.5m³，压力保持不变。
求气体对外界做功的大小。
解答：根据理想气体的等压过程，气体对外界做功的大小等于压力乘以体积的变化量。
即W = PΔV = P(V2 - V1) = P(0.5m³ - 1m³) = -0.5Pm³。
2. 一个系统的内能增加了1000J，同时对外界做了500J的功。
求系统所吸收的热量。
解答：根据能量守恒定律，系统吸收的热量等于内能增加量与对外界所做功的和。
即Q = ΔU + W = 1000J + 500J = 1500J。
3. 一个容器内有1kg的水，初始温度为20℃。
将容器放在恒温室内，经过一段时间后，水的温度升至30℃。
求水所吸收的热量。
解答：根据热容公式Q = mcΔT，其中 Q 表示吸收的热量，m 表示物体的质量，c 表示物体的比热容，ΔT 表示温度的变化量。
将题目中的数据代入公式，即 Q= 1kg × 4186J/kg℃ × (30℃ - 20℃) = 41860J。
4. 一个活塞与一个理想气体接触，气体的初始体积为1m³，初始压力为2MPa。
经过一定过程后，气体的体积减小到0.5m³，压力增加到4MPa。
求气体对外界做的功。
解答：根据理想气体的等压过程，气体对外界做的功等于压力乘以体积的变化量。
即W = PΔV = P(V2 - V1) = 4MPa × (0.5m³ - 1m³) = -2MJ。
5. 一个系统的内能增加了2000J，同时对外界做了1000J的功。
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。
工程热力学课后题答案--沈维道-童钧耕-版
P301P564P939P13313P19318P23526P26330P28134P39635P301．闭与外界无物质交换，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？热力学第零定律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。
4题图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）。
工程热力学基础课后答案
第一章1.闭口系统与外界没有质量交换, 系统内质量保持恒定的热力系统一定是闭口系统, 这种说法是否正确。
答: 不一定是闭口系统, 也可能是不稳定流动敞开系统。
2.开系与闭系是可以相互转变, 系统的选择对问题的分析有无影响？答: 随着研究者所关心的问题不同, 系统的选取可不同, 系统所包含的内容也可不同, 以方便解决问题为原则。
系统选取的方法对研究问题的结果并无影响, 只是解决问题时的繁杂程度不同3.系统处于热力学平衡, 是否温度和压力必须处处相等？答：平衡状态是指在没有外界影响的条件下, 系统的宏观状态不随时间而改变。
在平衡状态, 系统中没有不平衡的势（或驱动力）存在。
温差的存在, 系统就有热量的传递, 力差的存在, 系统就有力的传递, 有位移的存在, 所以要系统处于热力学平衡, 就必须使温度和压力处处相等。
4.状态参数有什么特点？答：状态参数是整个系统的特征量, 它不取决于系统状态如何变化, 只取决于最终的系统状态。
因此, 状态参数是状态的的单值函数, 状态一定, 状态参数也随之确定；若状态发生变化, 则至少有一种状态参数发生变化。
换句话说, 状态参数的变化只取决于给定的初始状态和终了状态, 而与变化过程中所经历的一切中间状态或途径无关。
因此, 确定状态参数的函数为点函数, 则具有积分特性和微分特性5.平衡状态与稳定状态有何区别与联系？平衡状态与均匀状态有何区别与联系？答: 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。
均匀状态是指不受外界影响时不但状态参数不随时间变化, 而且状态参数不随空间变化。
均匀必平衡, 平衡未必均匀。
当然对于由单相物质组成的系统, 均匀必平衡, 平衡也必均匀6.什么是准平衡过程？引入这一概念在工程上有什么好处？答：在过程进行中系统随时保持无限接近平衡状态, 就称为准静态过程或准平衡过程。
工程热力学（严家騄）课后答案
⼯程热⼒学（严家騄）课后答案第⼀章思考题1、如果容器中⽓体压⼒保持不变，那么压⼒表的读数⼀定也保持不变，对吗？答：不对。
因为压⼒表的读书取决于容器中⽓体的压⼒和压⼒表所处环境的⼤⽓压⼒两个因素。
因此即使容器中的⽓体压⼒保持不变，当⼤⽓压⼒变化时，压⼒表的读数也会随之变化，⽽不能保持不变。
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。
3、“平衡”和“过程”是⽭盾的还是统⼀的？答：“平衡”意味着宏观静⽌，⽆变化，⽽“过程”意味着变化运动，意味着平衡被破坏，所以⼆者是有⽭盾的。
对⼀个热⼒系来说，或是平衡，静⽌不动，或是运动，变化，⼆者必居其⼀。
但是⼆者也有结合点，内部平衡过程恰恰将这两个⽭盾的东西有条件地统⼀在⼀起了。
这个条件就是：在内部平衡过程中，当外界对热⼒系的作⽤缓慢得⾜以使热⼒系内部能量及时恢复不断被破坏的平衡。
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1-1 ⼀⽴⽅形刚性容器，每边长 1 m ，将其中⽓体的压⼒抽⾄ 1000 Pa ，问其真空度为多少毫⽶汞柱?容器每⾯受⼒多少⽜顿？已知⼤⽓压⼒为0.1MPa 。
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。
工程热力学课后作业答案
9-1压力为，温度为2020℃的空气，分别以℃的空气，分别以100100、、300300、、500及1000m/s 的速度流动，当被可逆绝热滞止后，问滞止温度及滞止压力各多少？解：解：h h 1=1T c p =×293=296kJ/kgh 0=h 1+22c 当c=100m/s 时：h 0=301 kJ/kg =301 kJ/kg，，T 0＝p c h 0＝298K 298K，，11010)(-=k k T T p p ＝ MPa 当c=300m/s 时：h 0=341 kJ/kg =341 kJ/kg，，T 0＝，＝，p p 0=当c=500m/s 时：h 0=421 kJ/kg =421 kJ/kg，，T 0＝，＝，p p 0=当c=1000m/s 时：h 0=796 kJ/kg =796 kJ/kg，，T 0＝，＝，p p 0=9-2质量流量1=m &kg/s 的空气在喷管内作定熵流动，在截面1-1处测得参数值p 1= = ，，t1t1＝＝200200℃，℃，℃，c1=20m/s c1=20m/s c1=20m/s。
在截面。
在截面2-2处测得参数值p 2＝。
求2-2截面处的喷管截面积。
解：=⨯==3.0528.01p pc β> MPa采用渐缩喷管。
c1=20m/s 较小忽略。
因此2-2截面处是临界点==-k k p p T T 12)12(1421K==222P RT v kg =--=-])12(1[11221k k p p k kRT c 323m/s=⨯=222c m v f9-3渐缩喷管进口空气的压力p 1= = ，，t1t1＝＝8080℃，℃，℃，c1=50m/s c1=50m/s c1=50m/s。
喷管背压。
喷管背压p b = = 。
求喷管出口的气流速度。
求喷管出口的气流速度c2c2，状态参数，状态参数v2v2、、t2t2。
如喷管出口截。
如喷管出口截面积f2=1cm 2，求质量流量。
(完整版)工程热力学课后题答案沈维道童钧耕版
P30 (1)P56 (4)P93 (9)P133 (13)P193 (18)P235 (25)P263 (30)P281 (34)P396 (35)P301．闭与外界无物质交换，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？热力学第零定律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。
4题图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）。
工程热力学课后作业答案
p734-1 1kg 空气在可逆多变过程中吸热40kJ ，其容积增大为1102v v =，压力减少为8/12p p =，设比热为定值，求过程中内能旳变化、膨胀功、轴功以及焓和熵旳变化。
解：热力系是1kg 空气过程特性：多变过程)10/1ln()8/1ln()2/1ln()1/2ln(==v v p p n ＝0.9由于T c q n ∆=内能变化为R c v 25=＝717.5)/(K kg J •v p c R c 5727==＝1004.5)/(K kg J •=n c ==--v v c n kn c 51＝3587.5)/(K kg J •n v v c qc T c u /=∆=∆＝8×103J膨胀功：u q w ∆-=＝32 ×103J轴功：==nw w s 28.8 ×103J焓变：u k T c h p ∆=∆=∆＝1.4×8＝11.2 ×103J熵变：12ln 12lnp p c v v c s v p +=∆＝0.82×103)/(K kg J •4－2 有1kg 空气、初始状态为MPa p 5.01=，1501=t ℃，进行下列过程：（1）可逆绝热膨胀到MPa p 1.02=；（2）不可逆绝热膨胀到MPa p 1.02=，K T 3002=；（3）可逆等温膨胀到MPa p 1.02=；（4）可逆多变膨胀到MPa p 1.02=，多变指数2=n ；试求上述各过程中旳膨胀功及熵旳变化，并将各过程旳相对位置画在同一张v p -图和s T -图上解：热力系1kg 空气（1） 膨胀功：])12(1[111k k p p k RT w ---=＝111.9×103J熵变为0（2）)21(T T c u w v -=∆-=＝88.3×103J12ln 12ln p p R T T c s p -=∆＝116.8)/(K kg J •（3）21ln1p p RT w =＝195.4×103)/(K kg J • 21ln p p R s =∆＝0.462×103)/(K kg J • （4）])12(1[111n n p p n RT w ---=＝67.1×103J n n p p T T 1)12(12-=＝189.2K 12ln 12ln p p R T T c s p -=∆＝－346.4)/(K kg J •4-3 具有1kmol 空气旳闭口系统，其初始容积为1m 3，终态容积为10 m 3，当时态和终态温度均100℃时，试计算该闭口系统对外所作旳功及熵旳变化。
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 /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。
工程热力学课后题答案
答案（1）. ；（2）. ；
（2）. ；（4）. 。
7.容积为 的绝热封闭的气缸中装有完全不可压缩的流体，如图2-31所示。试问：
（1）.活塞是否对流体做功？
（2）.通过对活塞加压，把流体压力从 提高到 ，热力学能变化多少？焓变化多少？
答案（1）. ；（2）. 。
(1)按定值比热容计算；
(2)按平均比热容直线关系式计算。
解
（1）按定值比热
（2）按平均比热容的直线关系式
12.利用内燃机排气加热水的余热加热器中，进入加热器的排气（按空气处理）温度为 ，出口温度为 。不计流经加热器的排气压力变化，试求排气经过加热器的比热力学能变化，比焓变化和比熵的变化。
(1)按定值比热容计算；
（2）.单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少？
（3）.汽轮机的功率为多少？
答案（1）口动能差后 的相对偏差
10.进入冷凝器的泛汽的蒸汽为 ，比焓 ，出口为同压下的水，比焓为 ,若蒸汽流量为 ，进入冷凝器的冷却水温为 ℃，冷却水出口温度为 ℃，试求冷却水流量为多少？水的比热容为 。
1
25
-12
（-46）
-9
（37）
2
-8
（8）
（74）
58
-16
3
（38）
17
-13
（8）
21
4
18
-11
（-22）
7
（29）
6.如图所示，某封闭系统沿 途径由状态 变化到 ，吸入热量 ，对外做功 ，试问：
（1）.系统从 经 至 ，若对外做功 ，则吸收热量是多少？
（2）.系统由 经曲线所示过程返回 ，若外界对系统左贡 ，吸收热量为多少？
工程热力学课后答案
| u1
=
cV
207°C
t 0°C 1
=
0.7255kJ/(kg ⋅ K) × 207 o C = 150.2kJ/kg
| u2
=
cV
827°C
t 0°C 2
=
0.7867kJ/(kg ⋅ K) ×827 o C
=
650.6kJ/kg
∆u = u2 − u1 = 650.6kJ/kg −150.2kJ/kg = 500.4kJ/kg
第三章 理想气体的性质
第三章 理想气体的性质
3-1 已知氮气的摩尔质量 M=28.1×10-3kg/mol，求(1) N2 的气体常数 Rg；(2)标准状态下 N2 的 比体积 v 0 和密度 ρ0 ；(3)标准状态 1 米 3 N2 的质量 m 0 ；(4)p=0.1MPa，t=500℃时 N 2 的比体 积 v 和密度 ρ ；(5)上述状态下的摩尔体积 V m 。
所以 Q = ∆U +W = W = 98J
3-7 空气初态时T1 = 480K，p1 = 0.2MPa ，经某一状态变化过程被加热到T2 = 1100K ，这时 p2 = 0.5MPa 。求 1kg 空气的 u1、u2、∆u、h1、h2、∆h 。(1)按平均质量热容表；(2)按空气
17
第三章 理想气体的性质
827°C 0°C
= 1.0737kJ/(kg ⋅ K)
| | 207°C
207°C
cV 0°C = cp 0°C − Rg = 1.0125kJ/(kg ⋅ K) − 0.287kJ/(kg ⋅ K) = 0.7255kJ/(kg ⋅ K)
| | 827°C
827°C
cV 0°C = Cp 0°C − Rg = 1.0737kJ/(kg ⋅ K) − 0.287kJ/(kg ⋅ K) = 0.7867kJ/(kg ⋅ K)
工程热力学,课后习题答案
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 ＝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的储气罐内。
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课后思考题及习题答案思考题1-2： 否，闭口是说没有物质交换绝热是说没有热量交换没有排除做功的可能，所以不是孤立系统。
思考题1-7：否，稳定但不平衡，平衡的概念是内外同时建立热和力的平衡，显然铁棒上各点的温度并不相同，即存在热的不平衡习题1-3：212111111262111ln ln 0.50.5100.172ln138.374kJ 0.1v vv pp v p v v p p v w pdv dv v ==⨯⨯⨯====⎰⎰ 习题1-4：sin B P gl ρα=+6310sin 0.1100.89.80720010sin30?=99215.44 Pa P B gl ρα-=-=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯３习题1-5：21w pdv =⎰1) p=定值：210.0560.020.71021kJ v v p w dv dv ⨯===⎰⎰；2) pV=定值：216211121110.05ln 0.7100.02ln 12.8kJ 0.02v vvp v v p v w pdv dv v =⨯⨯⨯====⎰⎰ 习题1-7：需由热泵向室内提供的热量为：31700001024010019264.43600Q ⨯=-⨯-= w120Q w ε=10219264.4==3.8535Q w ε=kw 习题1-9：1) 512010==3.9773600Q w ε=⨯2) 5210=107360074800Q Q w =--⨯= kJ/h 3) 127.783600Q w == kw思考题2-5：甲与乙的看法都是错误的。
首先依题意可知，如果瓶内氧气压力要减少一半，相应的质量也会减少一半。
对于甲的看法：虽然每次抽出的氧气体积不变，但是由于每抽气一次均会导致气瓶中的压力会有所有下降，每次抽出来的氧气质量也是不同的，甲的错误就在于认为每次抽出的来氧气质量会相同。
而对于乙的看法：乙则认为气瓶内氧气体积增大一倍，压力就会减半，但是在抽气过程中，瓶内氧气的质量是在改变的，因此其结论也是错误的。
工程热力学习题答案
3-16： 0.13 kJ/K 3-17： 35 kJ 3-18： （2） cm
TA TB
2
TA TB ； （3） cm ln
4TATB
2
第四章 4-2： 4-3： 4-4： 4-5： 4-6： 4-7： 4-8： 4-9： 4-10： 4-11： 4-12： 4-13： 4-14： 4-15： 第五章 5-3： 5-4： 5-5： 5-6： 5-8： 5-9： 0.15 kg （1）95.3℃； （2）8.2×10-3 kg 6.85 kg；0.627 MPa 1.068×105 m3/h 27.93 kg/kmol （1）612.3 kJ； （2）713.9 kJ 558 kJ/kg 285.86 kJ；400.21 kJ； 293.53 kJ；407.9 kJ -595.8 kJ；-765.9 kJ；0.322 kJ/K （1）8.14×103 kJ；1.14×104 kJ； （2）8.97×103 kJ；1.23×104 kJ； （3）8.95×103 kJ；1.22×104 kJ； （4）6.66×103 kJ；9.91×103 kJ （1）93.46 kJ/min；130.85 kJ/min；0.4503 kJ/(K·min) （2）91.58 kJ/min；129.44 kJ/min；0.446 kJ/(K·min) （1）-147.19 kJ/kg；-205.82 kJ/kg；-0.4597 kJ/kg·K （2）-150.81 kJ/kg；-209.68 kJ/kg；-0.4683 kJ/kg·K （1）441.76 kJ/kg； （2）0.04218 kJ/kg·K；12.65 kJ/kg； （3）472.04 kJ/kg 3 O 2 ：7.6%；N 2 ：53.6%；CO 2 ：38.8%； 0.189 m /kg
工程热力学课后习题答案
n −1 n )
n + R g T2 (π n −1
n −1 n
n − 1) + RgT3 (π n −1
1.3−1 1 .3
n −1 n
− 1) =
− 1)(T1 + T2 + T3 ) = kg = 746 .4 kJ kg
1 .3 × 287 × (5 1 .3 − 1
− 1) × ( 293 .15 + 425 .0 + 616 .25)
∴q =
Q QW = −Q a
q= n −κ c v (T2 − T1 ) n −1
n −1 n
QW − 7.5715 = = −91.73 kJ kg q ma 0.08254
n − κ cv(T 2 − T 1) 0.728 × (150 − 20) = −1.0317 = = − 91.73 n −1 q
1.186 −1 1.186
= 387.82 K
（3）压缩功
Wn =
p2 1 p1V1 [( ) n −1 p1
n −1 n
− 1]
1.186 −1 1.186
1 = × 0.1 × 10 6 × 0.032 × (3.2 1.186 − 1
112
− 1) = 3442.8 J = 3.443kJ
第九章 压气机的热力过程
9-4 三台空气压缩机的余隙容积比均为 6%， 进气状态均为 0.1MPa,27°C ， 出口压力为 0.5MPa ，
但压缩过程的指数分别为：n1=1.4、n2=1.25、n3=1,试求各压气机的容积效率（假设膨胀过程的 指数和压缩过程相同） 。 解： 据题意
Vc = 0.06 Vh 0.5 π= =5 0 .1
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习题及部分解答第一篇工程热力学第一章基本概念1.指岀下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量：答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。
2.指岀下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，密度。
3.用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段水。
若水柱高200mm，水银柱高800mm，如图2-26所示。
已知大气压力为735mm Hg，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa ?解：根据压力单位换算P H 2。
=200 9.80665 = 1.961 103=1.96.kPa5卩也=800 133.32 =1.006 10 Pa = 106.6kPap 二P b (P H2O P Hg) =98.0 (1.961 106.6) = 206.6kPa4.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。
若已知斜管倾角二^30，压力计中3使用；=0.8g / cm的煤油，斜管液体长度L = 200mm，当地大气压力p b =0.1MPa，求烟气的绝对压力(用MPa表示)解：p 二L 也sin := 200 0.8 9.81 0.5=784.8 Pa = 784.8 10“ MPap 二p b - p v =0.1 -784.8 10^ =0.0992MPa5.一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C为压力表，读数为110kPa，B为真空表，读数为45kPa。
若当地大气压p b = 97kPa，求压力表A的读数(用kPa表示) P g A =155kPa6.试述按下列三种方式去系统时，系统与外界见换的能量形式是什么。
(1).取水为系统；(2).取电阻丝、容器和水为系统；(3).取图中虚线内空间为系统。
答案略。
7.某电厂汽轮机进出处的蒸汽用压力表测量，起读数为13.4MPa ；冷凝器内的蒸汽压力用真空表测量，其读数为706mmHg。
若大气压力为0.098MPa，试求汽轮机进出处和冷凝器内的蒸汽的绝对压力(用MPa表示) p_! = 0.0247M Pa P2 = 0.0039M Pa压变为p* =0.1 0M? P a 求此时真空表上的读数为多少mmMPa ?p =0.0247MPa, P v =579.8MPa9.如果气压计压力为83kPa，试完成以下计算：（1）.绝对压力为O.IMPal时的表压力；（2）.真空计上的读数为70kPa时气体的绝对压力；（3）.绝对压力为50kPa时的相应真空度（kPa）；（4）.表压力为0.25MPa时的绝对压力（kPa）。
（1）. p g =17kPa ；（2）. p =13kPa；（3）. P v =33kPa ；（4）.p =333kPa。
10.摄氏温标取水在标准大气压下的冰点和沸点分别为0 c和100 c,而华氏温标则相应地取为32下和212下。
试导岀华氏温度和摄氏温度之间的换算关系，并求岀绝对零度所对应的华氏温度。
t F = At B将水在标准大气压下的冰点值32 F和0 c,以及沸点值292 F和100 c代入，得；32 = 0 + B02=100A + B解该二元一次方程组，得： A = 1.8, B = 32。
从而有t F=1.8t 32当t = -273.15 c时，有t F =1.8X(-273.15 _)+32 = -459.7(F)11.气体进行可逆过程，满足pV =C （C为常数），试导出该气体从状态1变化到状态2时膨胀功的表达式，并在p -V图上定性画岀过程线、示岀膨胀功。
答案：略12.某气体的状态方程为pV =Rg T，试导出：（1）.定稳下气体p,v之间的关系；（2）.定压下气体v,T之间的关系；答案：（1）.山二勺；（2） .^2 ；（ 3）.上。
P i V V i T i P i T i第二章热力学第一定律3i.一蒸汽动力厂，锅炉的蒸汽产量为q =i80 iO kg / h ，输出功率为 P =55000kW ，全厂耗煤3q m ,c =i9.5t/h ，煤的发热量为q c =30^<i0 kJ / kg 。
蒸汽在锅炉中吸热量 q = 2680kJ / kg 。
试求：（1）•该动力厂的热效率 t ； （2）.锅炉的效率 B （蒸汽总吸热量煤的总发热量）。
解：（1）.锅炉中蒸汽吸热量邛二 q m q =180 103 26808 5-4.82 10 （kj/h ） =1.34 10 （kW ）P 55000热效率t5=41%① H 1.34"05（2）.锅炉效率煤的总放热量2. 系统经一热力过程，放热 8kj 对外做功26kJ 。
为使其返回原状态，对系统加热 6kJ ，问需对系统作功 多少？解：由Q 二U - W 得U =Q —W - -8 -26 - -34（kj ）对于返回初态的过程U - - U =34kjW =Q - U =6 -34 二-28kj故需对系统做功28kj 。
蒸汽总放热量 ：＞H二qb,c3319.5 1 0330 1 0336005= 1.625 105(kW)51.34 105叫 1.625 105 二825%3.气体在某一过程只能感吸收了54kJ的热量，同时热力学能增加了94kJ。
此过程是膨胀过程还是压缩过程？系统与外界交换的功是多少？答案：此过程为压缩过程；此过程中系统与外界交换的功是_40kj。
4.1kg 空气由5 =5MPa,t| = 0.5MPa 膨胀到p2 = 0.5MPa,t2 = 500 °c,得到热量506kJ ,对外做膨胀功506kJ。
接着又从终态被压缩到初态，热出热量390kJ，试求：(1).［膨胀过程空气热力学能的增量；(2).压缩过空气热力学能的增量；(3).压缩过程外界消耗的功。
答案：(1) . J：U =0; (2) . L U =0; (3) .W - -390kj。
5.闭口系统中实施以下过程，试填补表中的空缺数据。
a 「c 「b 途径由状态变化到，吸入热量，对外做功，试问:（1） .系统从a 经d 至b ，若对外做功10kj ，则吸收热量是多少？（2） .系统由b 经曲线所示过程返回 a ，若外界对系统左贡 23kj ，吸收热量为多少？（3） .设U adb = 5kj,U d = 45kj,，那么过程a - d 和d - b 中系统吸收的热量各为多少？ 答案（1）Qdb =60kj ；（ 2）.Q ba = -73kj ；（2） . Q a d — 50kj ； （4） . Q db —10 kj 。
37. 容积为1m 的绝热封闭的气缸中装有完全不可压缩的流体，如图2-31所示。
试问：（1） .活塞是否对流体做功？（2） .通过对活塞加压，把流体压力从5 =0.2MPa 提高到P 3 =3MPa ，热力学能变化多 少？焓变化多少？3答案（1）.w=o ；（2）. U =0, H =2.8 10 kj 。
8. —质量为4500kg的汽车沿坡度为15的山坡下行，车速为300m/s 。
在距山脚100m 处开始刹车，且在山脚处刚好刹住。
若不计其它力，求因刹车而产生的热量。
5Q =2.04 105kj 。
6.如图所示，某封闭系统沿对环境放热为。
试求：(1)•汽轮机进岀口蒸汽的绝压各为多少？(2)•单位质量蒸汽经汽轮机对外输岀功为多少？(3).汽轮机的功率为多少？答案(1).5 =9.099MPap2= 3.6MPa(2). © =1200kj / kg(3).P =1.332 104kW(4).考虑进岀口动能差后-.sh的相对偏差；：sh = 0.67%10.进入冷凝器的泛汽的蒸汽为p = 0.005MPa, 比焓A= 2500kj/kg，出口为同压下的水，比焓为h2=137.77kj /kg，若蒸汽流量为22t/h，进入冷凝器的冷却水温为h =17c,冷却水出口温度为t2 = 30C，试求冷却水流量为多少？水的比热容为4.18kj/(kg.K)。
3答案q m,w =956.410 (kg/h)11.某活塞式氮气压气机，压缩的氮气的参数分别为：P1 - O'MPa热量60kj。
压气机每min生产压缩氮气18kg，试求:(1).压缩过程对每kg氮气所做的功;(2).生产每kg压缩氮气所需的功；(3).带动比压气机至少要多大的电动机答案(1) . - -240kj / kg ;（2）. sh「-312kj / kg ；3W = 0.88m / kg ；p2 =1.0MPa 3v = 0.16m /kg设在压缩过程中每kg氮气热力学能增加180kj，同时向外放出(3).P =93.6kW12.流速为600m/s的高速空气突然受阻停止流动，即c2 =°，称为滞止。
如滞止过程进行迅速，以致气流受阻过程中与外界的热交换可以忽略，问滞止过程空气的焓变化了多少？答案：h=180kj/kg第三章理想气体及其混合物1.把C°2压送到体积为°.5m3的贮气罐内。
压送前贮气罐上的压力表读数为3kPa，温度为20 C，压送终了时压力表读数为30kPa，温度为50 C。
试求压送到罐内的C°2的质量。
大气压力为P b = 0.1 MPa解3p1=P b P g1=0.1 10 3 =103 kPaP2 = P b P g2 二0.1 103 30 二130 kPaR g= R二83土=0.189kj kg.K 1 M 44由pV =mR g T/ 30.5 130 汉10------------------------- ---------------------------30.18910 150+2732.体积为0.03m3的某钢性容器内盛有了700kPa,20C的氮气。
瓶上装有一排气阀，压力达到875kPa时发门开启，压力降到840kPa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）t2 =93.3 c；（2）：m =0.0097kg3.氧气瓶的容积V=0.3叶3瓶中氧气的表压力为P g1一"MPa’l - 30 C。
问瓶中盛有多少氧气？若气焊时用去一半氧气，温度降为t2=20C，试问此时氧气的表压力为多少（当地大气压力p b二0.1 MPa)P2V P1VR g T2V 匹RgT2T13 、103汉1020 +273 丿-0.143 kg答案 m 二 7.86kg ； p g ?二 0.625M P a4•某锅炉每小时燃煤需要的空气量折合表准状况时为66000 m 3. h 。