工程热力学习题3

1 •由氧气02与氮气N 2组成的空气：。

2 =21%」N2 =79%,其中氧气的质量分 数 _______ 。

A 「02 二 02

0.21 x 287

''02

0.21 疋 287 +0.79 疋 288

2 •由某种x 气体与某种厶气体组成的混合气体，参数为 p 、V 、T ,已知其中x 气体的分压力p x ，分体积V x ,混合气体中x 气体的状态方程 ____________________ 。

题解：混合气体中某一种气体状态的描述，若采用 p 时，对应的是V,T 状

态；若采用V i 时，对应的是p,T ，因此，混合气体中某一种气体状态方程可以有

两种方式表示：

P xV = m x

R gx T, pV x 二 m x

R g X

T 0

3•刚性容器中有某种理想气体，参数 p 1、V 1、「，现定温充入另一种x 气

题解：充入x 气体后，容器中为混合气体，总压力为

p^ p 1

p x

，x 气体

的分压力P x 二P 2 -P 1，混合气体中x 气体的状态方程P x V 二m x R gx T ，

_(P 2 - pOV

m x

R gx T

4•刚性容器中原有某种理想气体，参数 p 1、V 1、T 1，现定温充入第二种气

体，使容器中的压力升到P 2，容器中现贮气体

题解：混合气体质量分数与容积分数间 i

M i

x i

M i

i 4

0.21 32

B ，

O2

0.21 汉 32+ 0.79 疋

28 28

D :- 0.21

A P x V x =mi x R gx T

B P x V=mRJ

C pV^m x

R g x

T

pV -m x R gx T

体，使容器中的压力升到 P 2，充入的气体质量

m x

P 2V

R gx T 1

m x'PZW

R gx T 1

m x

(P 2 - P 1)V

R gx T

P 1V

R g1T

P2V R g2T m

=(Pi P2)V P2V

R T

geq 1

D m^ m^

p 1V p 2V R g1T

R g2T

题解：混合气体状态方程可以由三种表达：①针对混合气体 P eq V eq = m °q R geq T ；②针对混合气体中某种气体，采用分压力概念时 P i V eq rmj R gi T ；③同样针对混合气体中的某种气体，采用分容积概念时 p eq

V i

=m i

R gi

T ，此题采用了①的表达式。

题解：二氧化碳是多原子气体，其定压定值摩尔热容为

9X 4.157,而氧气、

氮气是双原子气体C mp =7X4.157。

题解：O 2,N 2,H 2均为双原子气体，定容定值摩尔热容均为 5 4.157，当采 用体积计量单位时，体积热容c =益，故正确答案为cv =3。

7 .由O2 =0.20^ N2 =0.80组成的混合气体，其定压定值质量热容

0.2 259.8 0.8 296.9

5. 由体积分数为20%氧气，30%氮气，50%二氧化碳组成的混合气体，其 定值定压体积热容

7 4.157

C p C p

C p c C 4.157 “c CC 、7 4.157 B C p =0.5 --------------- 十(0.2+0.3) ---------------

22.4

22.4

22.4

7 4.157 —9 4.157

二(0.2 0.3) 0.5

22.4 22.4

7^4.157 -(0.2 0.3 0.5)

A C v C C v

6•由-O2 =0.3,「N2 =0.6, ■-：

H2

___________ o

5 4.157 22.4 7 4.157 22.4

= 0.1组成的混合气体，其定容体积定值热

5 4.157 c — ------------------------------------ 0.3 32 0.

6 28 0.1 2

7 4.157

-0.3 32 0.6 28 0.1 2

22.4

A C p

7 4.157 M eq

7 4.157 8314

C p

5 4.157 8314

0.2 259.8 0.8 296.9

0.2 259.8 0.8 296.9 5 4.157 8314

C

P

5 4.157

0.2 32 0.8 28

n

题解：混合气体的折合气体常数R geq = 7 * ' i R gi ,则折合摩尔质量

7

8•两种不同性质的气体由隔板隔开，隔板两侧体积相等，压力分别 为》、

P 2,温度相等T 1=T 2，抽去隔板混合气体的压力 ____________ 。

V eq ,T e q 状态下的某种气体的压力。本题是由混合气体状态方程 P eq V eq = E eq R geq T

得到的结果。

9 •湿空气相对湿度:愈高，其含湿量d _________ 。 A 也愈高E 将愈低 C 当湿空气温度t 一定时，d 也愈高

D 不受影响

题解：湿空气相对湿度 二旦，其中P v 反映湿空气中水蒸气份额，而P s 则

P s

与湿空气温度有关，由t 确定P s ，故只有当t 一定时才有」d

10. 湿空气相对湿度、保持定值，湿空气温度t 愈高，含湿量d ________ 。 A 也愈高 B 将愈低 C 不受影响

D 不同的概念，无法比较

题解：，二已维持不变，当t P s 则P v 3 ,故反映湿空气含量的含湿量

P s

也增大。

11.

当湿空气相对湿

度 —0时，全为干空气，那么， ―100%时湿空

气 ______ 。 A 不含干空气 B 水蒸汽P v 二P s

C 水蒸汽P v 二P b

D 干空气 P a = P s

题解：湿空气温度对应下饱和压力 P s 的状态，是湿空气中水蒸气含量能达

M eq

8314

R

geq

双原子气体定值定压摩尔热容应选择 C m = 7 4.157kJ/(kmol.K) A P 二 P 1 P 2

(m 1+m 2)R geq T

B 一

V 1 V 2

V 1

V 2

P 十1

P 2)

T V 2

题解：此条件下的 P 1, P 2不是分压力，故

P 1

P 2

，分压力的概念是