工程热力学 课后习题答案 可打印 第三版 第八章
化工热力学第三版课后习题答案全
化工热力学第三版课后习题答案第一章比较简单略第二章2-1.使用下述方法计算1kmol 甲烷贮存在体积为0.1246m 3、温度为50℃的容器中产生的压力：（1）理想气体方程；（2）R-K 方程；（3）普遍化关系式。
解：甲烷的摩尔体积V =0.1246 m 3/1kmol=124.6 cm 3/mol查附录二得甲烷的临界参数：T c =190.6K P c =4.600MPa V c =99 cm 3/mol ω=0.008 (1) 理想气体方程P=RT/V=8.314×323.15/124.6×10-6=21.56MPa(2) R-K 方程22.522.560.5268.314190.60.427480.42748 3.2224.610c cR T a Pa m K mol P -⨯===⋅⋅⋅⨯53168.314190.60.086640.08664 2.985104.610c c RT b m mol P --⨯===⨯⋅⨯ ∴()0.5RT aP V b T V V b =--+()()50.5558.314323.15 3.22212.46 2.98510323.1512.461012.46 2.98510---⨯=--⨯⨯⨯+⨯=19.04MPa (3) 普遍化关系式323.15190.61.695r c T T T === 124.699 1.259r c V V V ===＜2∴利用普压法计算，01Z Z Z ω=+∵ c r ZRTP P P V == ∴c r PV Z P RT =654.61012.46100.21338.314323.15cr r r PV Z P P P RT -⨯⨯⨯===⨯迭代：令Z 0=1→P r0=4.687 又Tr=1.695，查附录三得：Z 0=0.8938 Z 1=0.462301Z Z Z ω=+=0.8938+0.008×0.4623=0.8975此时，P=P c P r =4.6×4.687=21.56MPa同理，取Z 1=0.8975 依上述过程计算，直至计算出的相邻的两个Z 值相差很小，迭代结束，得Z 和P 的值。
工程热力学第三版课后习题答案
工程热力学第三版课后习题答案【篇一：工程热力学课后答案】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p?pb?pe(p?pb); p?pb?pv(p?pb)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。
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。
化工热力学第三版(完全版)课后习题答案
化工热力学课后答案第1章 绪言一、是否题1. 封闭体系的体积为一常数。
（错）2. 封闭体系中有两个相βα,。
在尚未达到平衡时，βα,两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则βα,两个相都等价于均相封闭体系。
（对） 3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。
（对）4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。
（错。
还与压力或摩尔体积有关。
）5. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等，初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的⎰=21T T V dT C U ∆；同样，对于初、终态压力相等的过程有⎰=21T T P dT C H ∆。
（对。
状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。
） 二、填空题1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。
2. 封闭体系中，温度是T 的1mol 理想气体从(P i ，V i )等温可逆地膨胀到(P f ，V f )，则所做的功为()f i rev V V RT W ln =(以V 表示)或()i f rev P P RT W ln = (以P 表示)。
3. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig P C )，按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2，则A 等容过程的 W = 0 ，Q =()1121T P P R C igP ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--，错误!未找到引用源。
U =()1121T PPR C igP ⎪⎪⎭⎫⎝⎛--，错误!未找到引用源。
H = 1121T P P C ig P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-。
B 等温过程的 W =21lnP P RT -，Q =21ln P PRT ，错误!未找到引用源。
U = 0 ，错误!未找到引用源。
H = 0 。
C 绝热过程的 W =()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--11211igPC RigPP P R V P R C ，Q = 0 ，错误!未找到引用源。
《热能与动力机械基础(第3版)》 第3版-习题参考答案
COPH 5.95
1）压缩机进口处体积流量： qV,R 0.031468m3 /s
2）压缩机理论功率： P0 18.7kW
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第7章 新能源与可再生能源利用
7-5 取k=3.5W/(m2·K) , FR=0.9，可求得集热效率： ηc,ti=50=0.445 ， ηc,ti=100=0.235
热能与动力机械基础 第3版
第1～8章部分习题参考答案
第1章 导 论
1-5 为压缩过程,做功量为 W= -40 kJ 1-6 为放热过程, 热量是 QB=-390 kJ 1-7 轴端输出的功率为 L
Ws q（m h1 h2 ) 33.8 (2500 2300)kW 676.0kW
1-8 油泵所需功率为 P=267.07 kW
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q0=127.4 kJ/kg，qv= 1327.1 kJ/m3；
质量流量 体积流量
qm,R 0.1177kg/s qV,R 0.0113m3 /s
理论功率 理论制热量
P0 3.03kW k 18.03kW
理论制冷系数
COPL 0 4.95
理论制热系数 6-7
3-10 喷嘴出口高度ln 40.8mm ，可取为41mm 3-14 工况改变后通过喷嘴的流量将减少10.8％。
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第4章 热力发电与核电
4-13 凝结水混合后的比焓值
hwx6 358.93kJ/kg
4-14 汽轮发电机组的主要热经济指标：
汽耗量 D0 302.594t/h
全厂热效率 标准煤耗率
工程热力学课后作业答案chapter8
2.5m 3。
求该湿空气的含湿量、水蒸气分压力、露点、水蒸气密度、干空气质量、湿空气气体常数。
如该湿空气在压力不变的情况下，被冷却为10℃的饱和空气，求析出的水量。
解：（1）水蒸气分压力：根据=t 20℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为0023368.0=s p MPa =⨯==0023368.07.0s v p p ϕ0.00163576 MPa 含湿量：ssv vp B p p B p d ϕϕ-=-=622622＝10.34)(/a kg g露点：查水蒸气表，当=v p 0.00163576 MPa 时，饱和温度即露点 =t 14.35℃03.81=v kg m /3 水蒸气密度：01234.01==v ρ3/m kg 干空气质量：=⨯⨯-==2932875.2)76.163510(5T R V p m a a a 2.92㎏求湿空气质量=+=)001.01(d m m a 2.95㎏ 湿空气气体常数：=-=510378.01287vp R 288.8)/(K kg J ∙查在=t 10℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为=s p 1.228 kPa s v p p = 含湿量：vvp B p d -=6222＝7.73)(/a kg g析出水量：)2(d d m m a w -=＝7.62g10000kg 。
求该湿空气的露点、绝对湿度、含湿量、湿空气密度、干空气密度、湿空气容积。
解：水蒸气分压力：根据=t 25℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为=s p 3.169kPa ==s v p p ϕ0.5×3.169=1.58kPa露点：查水蒸气表，当=v p 1.58kPa 时，饱和温度即露点=t13.8℃ =t 25℃,''s v ＝43.36kg m /3绝对湿度：''/s s v v ϕϕρρ==＝0.01153/m kg 含湿量：ss v v p B p p B p d ϕϕ-=-=622622＝9.985)(/a kg g 湿空气密度：)985.9001606.01(10298287)001606.01(5⨯+⨯=+=d p T R v a ＝0.867kg m /3=+=vd 001.01ρ 1.163/m kg 干空气密度：===v v a a 11ρ 1.153/m kg 湿空气容积：=+==v dm v m V a 001.018600 m 38-3查表题 8－4 压力B 为101325Pa 的湿空气，在温度t 1＝5℃，相对湿度ϕ1＝60％的状态下进入加热器，在t 2＝20℃离开加热器。
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。
工程热力学课后答案
工程热力学课后答案工程热力学是学习热力学基础和热力学应用的重要课程。
虽然每节课上老师会解释和演示相关内容和实例，但是在课后掌握和巩固知识点就需要有答案作为参考。
因此，在本篇文章中，我将为大家提供一些工程热力学课后练习题的答案，希望能够对大家学习和复习工程热力学有所帮助。
1. 热力学第一定律表明什么？热力学第一定律是能量守恒定律，表明能量既不能被创造，也不能被毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
2. 热力学第二定律表明什么？热力学第二定律是关于热力学过程可能发生的方向的规定。
它表明，热量不会自己从低温物体向高温物体流动，也不会使机械功完全转化为热量。
即，热量不能自发地从低温物体流向高温物体，而是需要一定的外力作用。
这个过程在自然中总是不可逆的。
3. 什么是熵？它的单位是什么？熵是热力学状态函数，通常用符号S表示，表示物体的无序程度。
在一个封闭系统中，熵的增加意味着该系统内部的无序程度增加。
熵的单位是焦耳/开尔文（J/K）。
4. 什么是焓？它的单位是什么？焓是热力学状态函数，通常用符号H表示，表示在恒定压力下，系统的总能量。
焓是一种状态函数，它只与系统的初始状态和结束状态有关，而与系统的历史路径无关。
焓的单位是焦耳（J）。
5. 什么是热容？它的单位是什么？热容是指物体在接受热量时所发生的温度变化。
它的单位是焦耳/开尔文（J/K）。
6. 什么是定常流动？定常流动是一种稳定状态，其中流体的流量、速度、温度和压力在空间和时间上都是恒定的，不随时间而变化。
7. 什么是等熵流动？等熵流动是一种不发生能量转化的流动过程，也称为绝热流动。
在这种流动中，热流量和机械功是恒定的，并且没有热交换。
在等熵流动中，熵保持不变。
8. 什么是朗肯循环？朗肯循环是一种理想的热力学循环，常用于内燃机以及蒸汽动力机的操作中。
朗肯循环包括四个过程：恒容热量加热、等熵膨胀、恒容冷却和等熵压缩。
9. 什么是布雷顿-珀西循环？布雷顿-珀西循环是一种用于产生电力的循环，常见于燃煤或天然气发电厂中。
工程热力学第8章答案
第8章 湿空气和空气调节8-1 今测得湿空气的干球温度t =30℃，湿球温度t s =20℃，当地大气压力p b =0.1MPa 。
求：湿空气的相对湿度ϕ、含湿量d 、焓h 。
解：查h-d 图得：相对湿度 ϕ=40%；含湿量d =10.7g/kg(DA)；比焓h=57.5kJ/kg(DA)8-2 已知湿空气开始时的状态是p b =0.1MPa ，温度t =35℃，相对湿度ϕ=70%，求水蒸气的分压力和湿空气的露点温度；如果保持该湿空气的温度不变，而将压力提高到(40)0.00738C Mpa °= 110.77.380.6221000.7s s p p p ϕϕ××=×−−× MPa C p s 000873.0)5(2=° %1002=ϕ)(/48.51000873.0100873.01622.0622.02222DA kg g p p p d s s =×−××=−=ϕϕ )(/4.2848.588.332DA kg g d d d =−=−=∆8-4 一功率为800W 的电吹风机，吸入的空气为0.1MPa 、15℃、ϕ=70%，经过电吹风机后，压力基本不变，温度变为50℃，相对湿度变为20%，不考虑空气动能的变化。
求电吹风机入口的体积流量（m 3/s ）。
解：1）0(15)0.00171s p C MPa =)(/82.1071.1100100071.1622.0DA kg g d =−×=1(30)0.00424s p C MPa = 010(15) 1.7140%(30) 4.24s s p C p C ϕ=== 2）02(50)0.01235s p C MPa = 020(15) 1.7113.8%(50)12.35s s p C p C ϕ===)86.12501(005.111111t d t h h h v a ++=+=222用图解法及计算法求混合后湿空气的焓、含湿量、温度，相对湿度。
工程热力学思考题答案,第八章
第八章压气机的热力过程1、利用人力打气筒为车胎打气时用湿布包裹气筒的下部,会发现打气时轻松了一点,工程上压气机缸常以水冷却或气缸上有肋片,为什么？答:因为气体在压缩时,以等温压缩最有利,其所消耗的功最小,而在人力打气时用湿布包裹气筒的下部或者在压气机的气缸用水冷却,都可以使压缩过程尽可能的靠近等温过程,从而使压缩的耗功减小。
2、既然余隙容积具有不利影响,就是否可能完全消除它？答:对于活塞式压气机来说,由于制造公差、金属材料的热膨胀及安装进排气阀等零件的需要,在所难免的会在压缩机中留有空隙,所以对于此类压缩机余隙容积就是不可避免的,但就是对于叶轮式压气机来说,由于它就是连续的吸气排气,没有进行往复的压缩,所以它可以完全排除余隙容积的影响。
3、如果由于应用气缸冷却水套以及其她冷却方法,气体在压气机气缸中已经能够按定温过程进行压缩,这时就是否还需要采用分级压缩？为什么？答:我们采用分级压缩的目的就是为了减小压缩过程中余隙容积的影响,即使实现了定温过程余隙容积的影响仍然存在,所以我们仍然需要分级压缩。
4、压气机按定温压缩时,气体对外放出热量,而按绝热压缩时不向外放热,为什么定温压缩反较绝热压缩更为经济？答:绝热压缩时压气机不向外放热,热量完全转化为工质的内能,使工质的温度升高,压力升高,不利于进一步压缩,且容易对压气机造成损伤,耗功大。
等温压缩压气机向外放热,工质的温度不变,相比于绝热压缩气体压力较低,有利于进一步压缩耗功小,所以等温压缩更为经济。
5、压气机所需要的功可从第一定律能量方程式导出,试导出定温、多变、绝热压缩压气机所需要的功,并用T-S 图上面积表示其值。
答:由于压缩气体的生产过程包括气体的流入、压缩与输出,所以压气机耗功应以技术功计,一般用w c 表示,则w c = -w t由第一定律:q=△h+w t ,定温过程:由于T 不变,所以△h 等于零,既q=w t ,q=T △s,21ln p p R s g =∆,则有12ln p p T R w g c = 多变过程:w c = -w t =△h-q()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=---=-111111111112112112n n g g V P P T R n n T T T R n n T T c n n q κκκκκ ()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-=∆-1111112112112n n g g p p p T R T T T R T T c h κκκκ 所以⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-111121n n g c p p T R n n w 绝热过程:即q=0,所以⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆=-=-111121n n g t c p p T R h w w κκ 6、活塞式压气机生产高压气体为什么要采用多级压缩及级间冷却的工艺？答:由于活塞式压气机余隙容积的存在,当压缩比增大时,压气机的产气量减小,甚至不产气,所以要将压缩比控制在一定范围之内,因此采用多级压缩,以减小单级的压缩比。
工程热力学课后习题全集
习题提示与答案 第一章 基本概念及定义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=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0.1MPa ，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。
工程热力学思考题答案,第八章
第八章压气机的热力过程1、利用人力打气筒为车胎打气时用湿布包裹气筒的下部，会发现打气时轻松了一点，工程上压气机缸常以水冷却或气缸上有肋片，为什么?答：因为气体在压缩时,以等温压缩最有利，其所消耗的功最小，而在人力打气时用湿布包裹气筒的下部或者在压气机的气缸用水冷却，都可以使压缩过程尽可能的靠近等温过程，从而使压缩的耗功减小.2、既然余隙容积具有不利影响，是否可能完全消除它？答：对于活塞式压气机来说，由于制造公差、金属材料的热膨胀及安装进排气阀等零件的需要，在所难免的会在压缩机中留有空隙,所以对于此类压缩机余隙容积是不可避免的,但是对于叶轮式压气机来说，由于它是连续的吸气排气，没有进行往复的压缩,所以它可以完全排除余隙容积的影响。
3、如果由于应用气缸冷却水套以及其他冷却方法，气体在压气机气缸中已经能够按定温过程进行压缩，这时是否还需要采用分级压缩？为什么？答：我们采用分级压缩的目的是为了减小压缩过程中余隙容积的影响,即使实现了定温过程余隙容积的影响仍然存在,所以我们仍然需要分级压缩.4、压气机按定温压缩时，气体对外放出热量，而按绝热压缩时不向外放热,为什么定温压缩反较绝热压缩更为经济？答：绝热压缩时压气机不向外放热，热量完全转化为工质的内能，使工质的温度升高,压力升高,不利于进一步压缩,且容易对压气机造成损伤，耗功大.等温压缩压气机向外放热，工质的温度不变,相比于绝热压缩气体压力较低，有利于进一步压缩耗功小,所以等温压缩更为经济。
5、压气机所需要的功可从第一定律能量方程式导出，试导出定温、多变、绝热压缩压气机所需要的功，并用T—S图上面积表示其值。
答：由于压缩气体的生产过程包括气体的流入、压缩和输出,所以压气机耗功应以技术功计，一般用w c表示，则w c= —w t由第一定律：q=△h+w t，定温过程：由于T不变，所以△h等于零，既q=w t，q=T△s，，则有多变过程:w c= —w t=△h—q所以绝热过程：即q=0，所以6、活塞式压气机生产高压气体为什么要采用多级压缩及级间冷却的工艺?答：由于活塞式压气机余隙容积的存在，当压缩比增大时,压气机的产气量减小，甚至不产气,所以要将压缩比控制在一定范围之内，因此采用多级压缩，以减小单级的压缩比.气体压缩以等温压缩为最有利,因此应设法使压气机内气体压缩过程指数n减小,采用级间冷却可以很好的减小n。
工程热力学(第三版) (沈维道 著) 课后答案
3 3 斜角 α = 30° ，压力计中使用密度 ρ = 0.8 × 10 kg/m 的煤油，斜管中
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
1-12 有一绝对真空的钢瓶， 当阀门的打开时， 在大气压 p0 = 1.013 × 10 Pa 的作用下有体积为
5
0.1m3 的空气被输入钢瓶，求大气对输入钢瓶的空气所作功为多少？
3
第一章 基本概念
解
W = p0V = 1.013 × 105 Pa × 0.1m3 = 1.013 × 104 J = 10.13kJ
1-8 容器被分隔成 AB 两室，如图 1-19 所示，已知当场大气压 pb = 0.1013MPa ，气压表 2 读为 peB 2 = 0.04MPa ，气压表 1 的读数 peA1 = 0.294MPa ， 求气压表 3 的读数（用 MPa 表示） 。 解：
p A = pb + peA1 = 0.1013MPa + 0.294MPa = 0.3953MPa
pb = 755mm ，求容器中的绝对压力（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 ′ ′ pv = pb − p = (770 − 155)mmHg = 615mmHg
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？
工程热力学思考题及答案 第 八 章
沈维道、将智敏、童钧耕《工程热力学》课后思考题答案工程热力学思考题及答案第 八 章 气体和蒸汽的流动1.改变气流速度起主要作用的是通道的形状，还是气流本身的状态变化？答：改变气流速度主要是气流本身状态变化。
2.当气流速度分别为亚声速和超声速时，下列形状的管道宜于作喷管还是宜于作扩压管？答：气流速度为亚声速时图6-1中的1图宜于作喷管，2图宜于作扩压管，3图宜于作喷管。
当声速达到超声速时时1图宜于作扩压管，2图宜于作喷管，3图宜于作扩压管。
4图不改变声速也不改变压强。
3.当有摩擦损耗时，喷管的流出速度同样可用()2022h h c f −=计算，似乎与无摩擦损耗时相同，那么摩擦损耗表现在哪里呢？答：摩擦损耗包含在流体出口的焓值里。
摩擦引起出口速度变小，出口动能的减小引起出口焓值的增大4.在图6-2中图a 为渐缩喷管,图b 为缩放喷管。
设两喷管的工作背压均为0.1MPa，进口截面压力均为1 MPa，进口流速1f c 可忽略不计。
1）若两喷管的最小截面面积相等，问两喷管的流量、出口截面流速和压力是否相同？2) 假如沿截面2’-2’切去一段，将产生哪些后果？出口截面上的压力、流速和流量起什么变化？答：1）若两喷管的最小截面面积相等，两喷管的流量相等，渐缩喷管出口截面流速小于缩放喷管出口截面流速，渐缩喷管出口截面压力大于缩放喷管出口截面压力。
2) 若截取一段，渐缩喷管最小截面面积大于缩放喷管最小截面面积，则渐缩喷管的流量小于缩放喷管的流量，渐缩喷管出口截面流速小于缩放喷管出口截面流速，渐缩喷管出口截面压力大于缩放喷管出口截面压力。
μ时可利5.图6-3中定焓线是否是节流过程线？既然节流过程不可逆，为何在推导节流微分效应J用dh=0？答：定焓线并不是节流过程线。
在节流口附近流体发生强烈的扰动及涡流，不能用平衡态热力学方法分析，不能确定各截面的焓值。
但是在距孔口较远的地方流体仍处于平衡态，忽略速度影响后节流前和节流后焓值相等。
高教版-工程热力学-沈维道-第三版-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 热力学第一定律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。
化工热力学(第三版)课后标准答案完整版-朱自强
第二章流体的压力、体积、浓度关系：状态方程式2-1 试分别用下述方法求出 400℃、 4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积。
（ 1）理想气体方程；（ 2） RK 方程；（ 3）PR 方程；（4）维里截断式（ 2-7）。
其中 B 用 Pitzer 的普遍化关联法计算。
[解 ] （ 1）根据理想气体状态方程，可求出甲烷气体在理想情况下的摩尔体积V id为V id RT8.314 (400273.15) 1.381 10 3 m3 mol 1p 4.053106（2）用 RK 方程求摩尔体积将 RK 方程稍加变形，可写为V RT a(V b)（E1）bT 0.5 pV (V b)p其中a 0.42748R2T c2.5p cb 0.08664 RT cp c从附表 1 查得甲烷的临界温度和压力分别为T c=190.6K,p c=4.60MPa，将它们代入a, b 表达式得a0.427488.3142190.62.5 3.2217m 6Pa mol -2 K 0.54.60106b0.086648.314190.6 2.984610 5 m3 mol 14.60106以理想气体状态方程求得的V id为初值，代入式（E1）中迭代求解，第一次迭代得到V1值为V18.314673.15 2.984610 54.0531063.2217 (1.381 100.56673.15 4.053 10 1.381 103 2.9846 10 5 )3(1.381 10 3 2.984610 5 )1.381 10 32.9846 10 5 2.1246 10 51.3896 10 3 m3 mol 1第二次迭代得 V2为V 2 1.381 10 32.9846 10 53.2217 (1.3896 10 3 2.9846 10 5)2.9846 10 5)673.15 0.5 4.053 10 6 1.3896 10 3 (1.3896 10 3 1.381 10 3 2.9846 10 5 2.1120 10 51.3897 10 3 m 3 mol1V 1 和 V 2 已经相差很小，可终止迭代。
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A2 =
qm v2 313 × 10−4 kg/s × 0.0538m3 /kg = = 2.8 ×10−6 m 2 601.0m/s cf 2
F = qm cf2 + ∆pA2 = qm cf 2 + ( p2 − p0 ) A2 = 0.0313kg/s × 601m/s + (0.72864 − 0.1) ×106 Pa × 2.8 ×10−6 m 2 = 20.6N
p Tcr = T1 cr p1 vcr = RgTcr pcr =
κ −1 κ
= T1ν cr
κ −1 κ
= (43.3 + 273.15)K × 0.528 1.4 = 263.67K
1.4 −1
287J/(kg ⋅ K) × 263.67K = 0.0104m3 / kg 6 7.2864 × 10 Pa
当 背压 pb = 1MPa 时
p2 = pcr = 1.056MPa
1.4 −1
T2 = T1ν cr v2 = RgT2 p2
κ −1 κ
= 300.15K × 0.528 1.4 = 250.09K ； t2 = −23.06 o C 287J/(kg ⋅ K) × 250.09K = 0.0680m 3 / kg 1.05 ×106 Pa
cf = 2 ×1005J/(kg ⋅ K) × (350 − 326.5)K = 217.34m/s Acf 2.6 ×10−3 m 2 × 217.34m/s qm = = = 3.07kg/s v 0.1839m3 / kg
pcr = ν cr p* = 0.528 × 0.65MPa = 0.3432MPa > pb
8-5 内燃机排出的废气压力为 0.2MPa ，温度为 550℃，流速为 110m / s ，若将之引入渐缩喷 管， 试确定当背压为 0.1MPa 时废气通过喷管出口截面的流速并分析若忽略进口流速时引起的 误差。 解：
T * p* = p1 T1
κ κ −1
829.17K 1.4 −1 = 0.2MPa = 0.205MPa 823.15K
ccr = c = κ RgTc = 1.4 × 287J/(kg ⋅ K) × 263.67K = 325.49m/s
103
第八章 气体和蒸气的流动
qm =
Acr ccr 1× 10−6 m 2 × 325.49m/s = = 0.0313kg/s 0.0104m3 / kg vcr
pcr : p2 = 10 :1，p2 = 0.72864MPa p T2 = T1 2 p1
t1 = 750°C
pr1 = 126.984
pr 2 = pr1
h1 = 1074.28kJ/kg
p1 p = r1 p2 pr 2
p2 0.5MPa = 126.984 × = 90.703 p1 0.7MPa
查附表 T2 = 939.73K ，
t2 = 666.58°C
h2 = 979.56kJ/kg
104
第八章 气体和蒸气的流动
8-6 滞止压力为 0.65MPa ，滞止温度为 350K 的空气可逆绝热流经收缩喷管，在截面积为
2.6 × 10−3 m 2 处气流马赫数为 0.6。若喷管背压力为 0.28MPa ，试求喷管出口截面积。
解：
Ma =
c p (T * −T ) cf = c κ RgT
cf 2 = 2(h1 − h2 ) = 2 × (1074.28kJ/kgK − 976.56kJ/kgK) ×103 = 435.25m/s v2 = RgT2 p2 = 287J/(kg ⋅ K) × 939.73K = 0.5394m 3 / kg 0.5 × 106 Pa
qm v2 0.6kg/s × 0.5394m3 / kg = = 7.44 ×10−4 m 2 A2 = 435.25m/s cf 2
T * κ −1 447.85K 1.4 −1 p* = p1 = 0.617MPa = 0.58MPa × 440K T1 pcr = p喉 = ν cr p* = 0.528 × 0.617MPa = 0.3258MPa Tcr = T喉 = T *ν cr vcr = v喉 = RgTcr pcr
8-3 燃气经过燃气轮机中渐缩喷管形的通道绝热膨胀，燃气的初参数为 p1=0.7MPa、t1=75℃， 燃气在通道出口截面上的压力 p2 = 0.5MPa ，经过通道的流量 qm = 0.6kg/s ，若通道进口处 流速及通道中的磨擦损失均可忽略不计，求燃气外射速度及通道出口截面积。 （燃气比热容按 变值计算，设燃气的热力性质近似地和空气相同，其热焓可查附表） 解： 查附表
Acr = A喉 =
qm vcr 1.5kg/s × 0.3287m3 /kg = = 1.27 ×10−3 m 2 387.21m/s ccr
κ −1 κ
p2 = pcr
= 829.17K × 0.528 1.4 = 690.88K
1.4 −1
cf 2 = κ RgTcr = 1.4 × 287J/(kg ⋅ K) × 690.88K = 526.87m/s
若忽略初流速，则
′ = ν cr p1 = 0.528 × 0.2MPa = 0.105MPa > pb pcr ′ = T1ν cr T2′ = Tcr
T=
2cpT * 2 ×1005J/(kg ⋅ K) × 350K = = 326.50K 2 κ Rg Ma + 2c p 1.4 × 287J/(kg ⋅ K) × 0.62 + 2 ×1005J/(kg ⋅ K)
κ
1.4
T κ −1 326.50K 1.4 −1 p = p * = 0.510MPa = 0.65MPa × T * 350K v= RgT p = 287J/(kg ⋅ K) × 326.50K = 0.1839m3 / kg 0.51× 106 Pa
v1 =
RgT1 p1
=
287J/(kg ⋅ K) × 440K = 0.2177m3 / kg 0.58 ×106 Pa
105
第八章 气体和蒸气的流动
cf 1 =
qm v1 1.5kg/s × 0.2177m3 / kg = = 125.61m/s 2.6 ×10−3 m 2 A1
cf21 125.61(m/s) 2 T * = T1 + = 440K + = 447.85K 2c p 2 × 1005J/(kg ⋅ K)
p T2 = T1 2 p1 t2 = 3.32°C v2 = RgT2 p2 =
κ −1 κ
1.5MPa 1.4 = (27 + 273.15)K × = 276.47K 2MPa
1.4 −1
287J/(kg ⋅ K) × 276.47K = 0.0529m3 / kg 6 1.5 × 10 Pa
1.4
2 cf1 (110m/s) 2 T * = T1 + = (550 + 273.15)K + = 829.17K 2cp 2 × 1005J/(kg ⋅ K)
pcr = ν cr p* = 0.528 × 0.205MPa = 0.108MPa > pb、 T2 = Tcr = T *ν cr
第八章 气体和蒸气的流动
第八章 气体和蒸汽的流动
8-1 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 数定是 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） 。 解： T * = T1 +
cf2 2c p
T1 = T * −
κ −1 κ
0.72864MPa 1.4 = 316.45K × = 136.57K 13.8MPa
1.4 −1
v2 =
RgT 2 p2
=
287J/(kg ⋅ K) ×136.57K = 0.0538m3 / kg 6 0.72864 × 10 Pa
cf 2 = 2c p (T1 − T2 ) = 2 ×1004J/(kg ⋅ K) × (316.45 − 136.57)K = 601.0m/s
κ −1 κ
κ
1.4
= 447.85K × 0.528 1.4 = 373.15K
1.4 −1
=
287J/(kg ⋅ K) × 373.15K = 0.3287m3 / kg 6 0.3258 ×10 Pa
ccr = c = κ RgTcr 1.4 × 287J/(kg ⋅ K) × 373.15K = 387.21m/s
cf2 (180m/s)2 = (70 + 273.15)K − = 327.03K 2c p 2 × 1005J/(kg ⋅ K) × 103
t1 = 53.88 o C
8-2 进入出口截面积 A2 = 10cm 的渐缩喷管的空气初参数为 p1 = 2 × 10 Pa、t1 = 27 C ，初
2 6 o
κ −1 κ
p2 = pcr
= 823.15K × 0.528 1.4 = 685.86K
1.4 −1
′ = 1.4 × 287J/(kg ⋅ K) × 685.86K = 524.96m/s cf′ 2 = κ RgTcr
cf 2 − cf′ 2 526.87m/s − 524.96m/s = = 0.36% cf 2 526.87m/s
=
102
第八章 气体和蒸气的流动
cf 2 = 2(h1 − h2 ) = 2cp (T1 − T2 ) = 2 × 1005J/(kg ⋅ K) × (300.15 − 250.09)K = 317.2m/s qm = A2 cf 2 10 ×10−4 m 2 × 317.2m/s = = 4.66kg/s v2 0.0680m 3 / kg