热力学第三章答案

⑴∵PV=nRT,∴当P=2*105 Pa,T=35+273=308(k),R=8.3145

n=5∗10328.9=173(mol),∴V=173∗8.3145∗308

2∗105=2.215m 3,∴B 的容积为2.215m 3

(2)又∵P A =5∗105 Pa, T A =25+273=298(k),又∵PV=nRT,∴n A =5∗105∗18.3145∗298=201.8(mol)

∵PV=nRT,∵V=1+2.215=3.215（m 3），n=201.8+173=374.8(mol),T=20+273=293(k) P= 374.8*8.314*293/3.215=0.284MPa

⑶m =m A +m B =201.8*28.9*10−3+5=10.832(kg)

3-6

设用掉4kg 氮气后，剩余氮气的物质的量为n 1mol

又∵PV=nRT ，∴当n 1=3∗105∗68.3145∗300=721.63（mol ）,∴m 1=721.63*28*10−3=20.21(kg) ∴m 总=20.21+4=24.21(kg),又∵n 总=721.63+

400028=864.49（mol ） ∴P 初=864.49∗8.3145∗3206=3.83*105 (Pa)

3-8

⑴ 由平均比热容表可得

T 1=480k ，∴t 1=480-273=207（℃）

∴C p1=1.012+(1.019-1.012)*0.07=1.0125(kJ/kg), t 2=1000-273=727（℃） ∴C p2=1.061+(1.071-1.061)*0.27=1.0637(kJ/kg)

∴h 1=C p1*T 1=1.0125*480=486(kJ/kg)，h 2=C p2*T 2=1.0637*1000=1063.7(kJ/kg) △h =h 2-h 1=577.7

又∵μ1=h 1-R g *T 1=486-

8.314528.9*480=347.9(kJ/kg) μ2=h 2-R g *T 2=1063.7-8.314528.9*1000=776(kJ/kg)

∴△μ=μ2-μ1=776-347.9=428.1(kJ/kg)

由空气热力性质表可得

h 1=482.49(kJ/kg)，μ1=344.70(kJ/kg)，S 1=2.17760(kJ/kg*k)

h 2=1046.04(kJ/kg), μ2=758.94(kJ/kg ), S 2=2.96770(kJ/kg*k)

∴△h =h 2-h 1=1046.04-482.49=563.55(kJ/kg), △μ=μ2-μ1=414.24(kJ/kg) △S =S 2-S 1=2.9677-2.1776=0.7901(kJ/kg*k)

⑵ μ1, μ2, h 1, h 2, △h , △μ都不变，因为理想气体的这些参数只受温度的影响，

与压强无关。

⑶两种算法的结果略有不同

Q=ΔU+W

Q=0,W=-80kJ

∴ΔU =80kJ

ΔU =mcv(T 2-T 1)=m[0.7088+0.000093(37+t2)]*(t2-37)=80

也可以直接用Cv=0.717kJ/(kg.K) T2=110.81℃

3-12

设锅内的水沸腾时的压强为P 1

∴P 1=P 0+mg S =1*105+4∗9.83.14∗0.01= 0.1012485MPa

差表可得，此压强下的水的饱和温度是99.965℃

3-15

⑴ 当P=0.3MPa 时，t=20℃，此时ｖ=0.001m 3/kg ∴m=V ｖ=0.050.001=50(kg) ⑵ 查表知T=133.54

⑶ Q=m*（h 2−h 1）=50*（2724.657-84.1417）=1.32*105 kJ