《工程热力学》(第五版)第3章练习题
工程热力学03章习题提示与答案
而p 、p ，V 、V ，T 、T ，n 、n 等均为已知。现使A、B两部分气体通过活塞传热及移动活塞而使两
A
BB
A
BB
A
BB
A
BB
部分达到相同的温度及压力。设比热容为定值，活塞和缸的摩擦可忽略不计，试证明：
T
= TA
nA nA + nB
+ TB
nB nA +nB
,
p
=
pA
VA VA + VB
+
pB
− s10
− Rln
p2 p1
，标准状态熵由热力性质表查取；(2)比热容为定值时，熵变为
Δs
=
c
p0
ln
T2 T1
− Rln
p2 p1
。
答案：(1) Δs = 23.52 J/(mol·K)；(2) Δs = 22.73 J/(mol·K)。
3-12 有一空储气罐自输气总管充气，若总管中空气的压力为0.6 Mpa、温度为27 ℃，试求：(1)当罐 内压力达到0.6 MPa时罐内空气的温度；(2)罐内温度和输气总管内空气温度的关系。
提示：空气看做理想气体，比热容看作定值。
答案： ΔS = -0.023 28 kJ/K。
·12·
3-11 有1 mol氧，其温度由300K升高至600 K，且压力由0.2 MPa降低到0.15 MPa，试求其熵的变化： (1)按氧的热力性质表计算；(2)按定值比热容计算。
提示：(1) Δs =
s
0 2
习题提示与答案第三章理想气体热力学能焓比热容和熵的计算31有1kg氮气若在定容条件下受热温度由100升高到500试求过程中氮所吸收的热量
工程热力学03章：理想气体的性质
c q 或 c q
dT
dt
1mol物质的热容称为摩尔热容『Cm, J/（mol·K）』。
标态下1m3 物质的热容为体积热容『C ’, J/(m3N·K)』。
上述三种比热容之间的关系为：
Cm Mc 0.0224141C （3-9）
热力设备中，工质往往是在接近压力不变或体积不变的 条件下吸热或放热的，因此定压过程和定容过程的比热容最
<4> 平均比热容直线关系式
c
|t2
t1
b 2
t2
t1
（3-17）
§3-4 理想气体的热力学能、焓和熵
一、热力学能和焓 du cV dt cV dT
dh cpdt cpdT
二、状态参数熵
（见1－6节）
ds qrev
T
三、理想气体的熵变计算
ds
cpdT vdp T
cp
dT T
Rg
dp p
v T
C1
pc
p T
C2
vc
pv C3Tc
pv T
C
Rg
（3-1）
注：式（3-1）可反证之
显然，上式中的Rg只与气体种类有关，而与气体所
处状态无关，故称之为某种气体的气体常数。
二、摩尔质量和摩尔体积
摩尔（mol）是表示物质的量的基本单位。
摩尔质量( ) ：1mol物质的质量，单位是g/mol或
s12
c T2
T1 p
dT T
Rg
ln
p2 p1
（3-18） （3-19） （3-20）
（3-21） （3-22）
基准状态的确定：
规定p0＝101325Pa、T0＝0K时，熵s00K 0。则任
工程热力学课后作业答案(第三章)第五版
3－1 安静状态下的人对环境的散热量大约为400KJ/h，假设能容纳2000人的大礼堂的通风系统坏了：（1）在通风系统出现故障后的最初20min内礼堂中的空气内能增加多少？（2）把礼堂空气和所有的人考虑为一个系统，假设对外界没有传热，系统内能变化多少？如何解释空气温度的升高。
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Q+=∆UW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。
⨯Q＝2.67×105kJ2000⨯=2060/400（1）热力系：礼堂中的空气和人。
闭口系统根据闭口系统能量方程∆=Q+UW因为没有作功故W=0；对整个礼堂的空气和人来说没有外来热量，所以内能的增加为0。
空气温度的升高是人体的散热量由空气吸收，导致的空气内能增加。
3－5，有一闭口系统，从状态1经a变化到状态2，如图，又从状态2经b回到状态1；再从状态1经过c 变化到状态2。
在这个过程中，热量和功的某些值已知，如表，试确定未知量。
解：闭口系统。
使用闭口系统能量方程(1)对1-a-2和2-b-1组成一个闭口循环，有⎰⎰=WδQδ即10＋（－7）＝x1+（－4）x1=7 kJ(2)对1-c-2和2-b-1也组成一个闭口循环x2＋（－7）＝2+（－4）x2=5 kJ(3)对过程2-b-1，根据W U Q +∆==---=-=∆)4(7W Q U －3 kJ3-6 一闭口系统经历了一个由四个过程组成的循环，试填充表中所缺数据。
解：同上题3-7 解：热力系：1.5kg 质量气体闭口系统，状态方程：b av p +=)]85115.1()85225.1[(5.1---=∆v p v p U ＝90kJ由状态方程得1000＝a*0.2+b200=a*1.2+b解上两式得：a=-800b=1160则功量为2.12.0221]1160)800(21[5.15.1v v pdv W --==⎰＝900kJ 过程中传热量 WU Q +∆=＝990 kJ3－8 容积由隔板分成两部分，左边盛有压力为600kPa ，温度为27℃的空气，右边为真空，容积为左边5倍。
《工程热力学》(第五版)第3章练习题
第3章 热力学第一定律3.1 基本要求深刻理解热量、储存能、功的概念，深刻理解内能、焓的物理意义 理解膨胀（压缩）功、轴功、技术功、流动功的联系与区别熟练应用热力学第一定律解决具体问题3.2 本章重点1．必须学会并掌握应用热力学第一定律进行解题的方法，步骤如下：1）根据需要求解的问题，选取热力系统。
2）列出相应系统的能量方程3）利用已知条件简化方程并求解4）判断结果的正确性2．深入理解热力学第一定律的实质，并掌握其各种表达式（能量方程）的使用对象和应用条件。
3．切实理解热力学中功的定义，掌握各种功量的含义和计算，以及它们之间的区别和联系，切实理解热力系能量的概念，掌握各种系统中系统能量增量的具体含义。
4．在本章学习中，要更多注意在稳态稳定流动情况下，适用于理想气体和可逆过程的各种公式的理解与应用。
3.3 例 题例1．门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行,若敞开冰箱的大门就有一股凉气扑面,感到凉爽。
于是有人就想通过敞开冰箱大门达到降低室内温度的目的,你认为这种想法可行吗?解：按题意，以门窗禁闭的房间为分析对象，可看成绝热的闭口系统，与外界无热量交换，Q =0，如图3.1所示，当安置在系统内部的电冰箱运转时，将有电功输入系统，根据热力学规定：W <0，由热力学第一定律W U Q +∆=可知，0>∆U ，即系统的内能增加，也就是房间内空气的内能增加。
由于空气可视为理想气体，其内能是温度的单值函数。
内能增加温度也增加，可见此种想法不但不能达到降温目的，反而使室内温度有所升高。
若以电冰箱为系统进行分析，其工作原理如图3.1所示。
耗功W后连同从冰室内取出的冷量Q一同通过散热片排放到室内，使室内温度升高。
图3.1例 2.既然敞开冰箱大门不能降温，为什么在门窗紧闭的房间内安装空调器后却能使温度降低呢?解:参看图3.2, 仍以门窗紧闭的房间为对象。
由于空调器安置在窗上，通过边界向环境大气散热,这时闭口系统并不绝热,而且向外界放热，由于Q<0，虽然空调器工作时依旧有电功W输入系统，仍然W<0，但按闭口系统Q>，所以∆U<0。
《工程热力学》(第五版)第3章练习题.
第3章热力学第一定律3.1 基本要求深刻理解热量、储存能、功的概念,深刻理解内能、焓的物理意义理解膨胀(压缩功、轴功、技术功、流动功的联系与区别熟练应用热力学第一定律解决具体问题3.2 本章重点1.必须学会并掌握应用热力学第一定律进行解题的方法,步骤如下:1根据需要求解的问题,选取热力系统。
2列出相应系统的能量方程3利用已知条件简化方程并求解4判断结果的正确性2.深入理解热力学第一定律的实质,并掌握其各种表达式(能量方程的使用对象和应用条件。
3.切实理解热力学中功的定义,掌握各种功量的含义和计算,以及它们之间的区别和联系,切实理解热力系能量的概念,掌握各种系统中系统能量增量的具体含义。
4.在本章学习中,要更多注意在稳态稳定流动情况下,适用于理想气体和可逆过程的各种公式的理解与应用。
3.3 例题例1.门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行,若敞开冰箱的大门就有一股凉气扑面,感到凉爽。
于是有人就想通过敞开冰箱大门达到降低室内温度的目的,你认为这种想法可行吗?解:按题意,以门窗禁闭的房间为分析对象,可看成绝热的闭口系统,与外界无热量交换,Q=0,如图3.1所示,当安置在系统内部的电冰箱运转时,将有电功输入系统,根据热力学规定:W<0,由热力学第一定律=可知,0W∆Q+U∆U,即系统的内能增加,也就是房间内空气的内能>增加。
由于空气可视为理想气体,其内能是温度的单值函数。
内能增加温度也增加,可见此种想法不但不能达到降温目的,反而使室内温度有所升高。
若以电冰箱为系统进行分析,其工作原理如图3.1所示。
耗功W后连同从冰室内取出的冷量Q一同通过散热片排放到室内,使室内温度升高。
图3.1例 2.既然敞开冰箱大门不能降温,为什么在门窗紧闭的房间内安装空调器后却能使温度降低呢?解:参看图3.2, 仍以门窗紧闭的房间为对象。
由于空调器安置在窗上,通过边界向环境大气散热,这时闭口系统并不绝热,而且向外界放热,由于Q<0,虽然空调器工作时依旧有电功W输入系统,仍然W<0,但按闭口系统Q>,所以∆U<0。
工程热力学热力学第五版答案第三章
Hale Waihona Puke 所以dE=dU=d（mu）所以：hoδmo=（mu），2-（mu），1………1式
ho=cpTo；u2=cvT2；u1=cvT1
又因为：罐内压缩空气参数恒定，为50kPa、283K
设储气罐容积为V，则m1=（PoV/RTo），m2=（P1V/RT1）
3-8对工质加热，其温度反而降低，是否可能？
答：（这个不会分析）
习题解答
3-9一个储气罐从压缩空气总管充气，如图3-18所示，总管内压缩空气参数为500kPa、25℃。充气开始时。罐内压缩空气参数恒定，为50kPa、10℃。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。
答：由题意可知：P1=500kPa，T1=（25+273）K=298K；Po=50kPa，To=（10+273）K=283K；
带入1式化简得：T2=（kT1T2）/{T1+（kTo-T1）^(P1/P2)}=398.5K
即为：25.5摄氏度。
因为闭口系统与外界无物质交换而流动功取决于工质进出界面的热力状态闭口系统流动功为零所以不出现在闭口系统能量方程中
热力学作业
第一章热力学第一定律
思考题解答
3-5流动功为何出现在开口系能量方程中而不出现在闭口系统能量方程中？
答：因为闭口系统与外界无物质交换，而流动功取决于工质进出界面的热力状态，闭口系统流动功为零，所以不出现在闭口系统能量方程中。
工程热力学(第五版)课后习题答案(全章节)
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 /3 v 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 压送后储气罐中CO2的质量 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。
工程热力学第3章习题答案
可得
p1V1 p0V0
=
T1 T0
，
0.1×106 ×V1
1.01325×105 × 20000 ×10
=
273.15 +150 273.15
，得
V1
= 87.204m3/s
3600
由
π 4
D2
×c
= V1 ，可得烟囱出口处的内径
( ) 可得 p1 = T1 ， ( ) p2 T2
0.1×106 − 60×103 0.1×106 − 90×T2
，得 T2
=
93.29K
需要将气体冷却到−179.86℃
3-5 某活塞式压气机向容积为 10m3 的储气箱中冲入压缩空气。压气机每分钟从压力为 p0=0.1MPa、温度 t0=20℃的大气中吸入 0.5m3 的空气。冲气前储气箱压力表的读数为 0.1MPa， 温度=20℃。问需要多长时间才能使储气箱压力表的读数提高到 0.5MPa，温度上升到 40℃?
T1
T1
根据题意，已知每分钟抽出空气的体积流量为 qV = 0.2m3/min
假设抽气时间为τ分钟，根据已知条件可得 p1V1 = p2 (V1 + qVτ )
质量流量为 qm
=
p2qV RgT1
=
0.1×106 × 5× 0.2
287 × 293.15× (5 + 0.2τ ) kg/min
∫ 因此需要抽气时间的计算为公式
或V = mv = 3× 0.0561 = 0.168m3
3-2 在煤气表上读得煤气的消耗量为 600m3。若在煤气消耗其间，煤气表压力平均值为 0.5 kPa，温度平均为 18℃，当地大气压力为=0.1MPa。设煤气可以按理想气体处理。试计算：
工程热力学第三章课后答案
第三章 气体和蒸气的性质3−1 已知氮气的摩尔质量328.110 kg/mol M −=×，求： （1）2N 的气体常数g R ；（2）标准状态下2N 的比体积v 0和密度ρ0； （3）标准状态31m 2N 的质量m 0；（4）0.1MPa p =、500C t =D 时2N 的比体积v 和密度ρ； （5）上述状态下的摩尔体积m V 。
解：（1）通用气体常数8.3145J/(mol K)R =⋅，查附表23N 28.0110kg/mol M −=×。
22g,N 3N8.3145J/(mol K)0.297kJ/(kg K)28.0110kg/molR R M −⋅===⋅×（2）1mol 氮气标准状态时体积为22233m,N N N 22.410m /mol V M v −==×，故标准状态下2233m,N 3N 322.410m /mol 0.8m /kg28.0110kg/molV v M −−×===×223N 3N111.25kg/m 0.8m /kgv ρ===（3）标准状态下31m 气体的质量即为密度ρ，即0 1.25kg m =。
（4）由理想气体状态方程式g pv R T=g 36297J/(kg K)(500273)K2.296m /kg0.110Pa R T v p ⋅×+===×33110.4356kg/m 2.296m /kgv ρ===（5）2223333m,N N N 28.0110kg/mol 2.296m /kg 64.2910m /mol V M v −−==××=×3-2 压力表测得储气罐中丙烷38C H 的压力为4.4MPa ，丙烷的温度为120℃，问这时比体积多大？若要储气罐存1 000kg 这种状态的丙烷，问储气罐的体积需多大？解：由附表查得383C H 44.0910kg/mol M −=×3838g,C H 3C H8.3145J/(mol K)189J/(kg K)44.0910kg/molR R M −⋅===⋅×由理想气体状态方程式g pv R T=g 36189J/(kg K)(120273)K0.01688m /kg4.410PaR T v p⋅×+===×331000kg 0.01688m /kg 16.88m V mv ==×=或由理想气体状态方程g pV mR T=g 361000kg 189J/(kg K)(120273)K16.88m 4.410PamR T V p×⋅×+===×3−3 供热系统矩形风管的边长为100mm ×175mm ，40℃、102kPa 的空气在管内流动，其体积流量是0.018 5m 3/s ，求空气流速和质量流量。
《工程热力学》第五版 (廉乐明 谭羽非 著)课后习题答案
C
D
A
Ⅰ
Ⅱ
分析：由题意知容器上装有假设右侧容器是处于正压工作状态，容器中工质的压力高于大气压力。 表 C 的读数是容器Ⅰ相对于大气压的差值，表 A 的读数是容器Ⅱ相对于大气压的差值，而表 D 的 读数则是容器Ⅰ相对于容器Ⅱ的差值。 解：根据压力测量的概念有：
经推到，得：
pΙ = pgC + pb , pΙΙ = pgA + pb , pgD = pΙ − pΙΙ
v=28×2.3=64.28m3/mol。另也有一法： VM
=
Mv
而
pVM
=
R0 T
⇒ VM
=
R0T p
= ...
2-3 把CO2压送到容积 3m3的贮气罐里，起始表压力pg1=30kPa，终了表压力pg2=0.3Mpa。温度由 t1=45℃增至t2=70℃。试求被压入的CO2的质量。当地大气压力B=101.325kPa。 解：
试求：（1）天然气在标准状态下的密度；（2）各组成气体在标准状态下的分压力。 解：
6
n
∑ (1) M = riMi = 16.484 i =1
ρ = M = 0.736kg / m3 22.4
各组成气体在标准状态下的分压力如下：
pCH4 = rCH4 ⋅ P = 98.285kPa Pc2H6 = rc2H6 ⋅ P = 0.608kPa PC3H8 = rC3H8 ⋅ P = 0.182kPa PC4H10 = rC4H10 ⋅ P = 0.182kPa PCO2 = rCO2 ⋅ P = 0.203kPa PN2 = rN2 ⋅ P = 1.854kPa
Q
= V0cv' ∆t
=
V0
Mcv 22.4
工程热力学第五版(第三章)
q
dp 0
dh vdp dh 稳流开口系统： c p dT dT dT
若为理想气体： h u
q
pv u Rg T f h T
cp、h都是温度的函数
14
dh 故 cp dT
c p f T
dh c p dT
4. cp- cV
dh du d u pv du c p cV dT dT d u RgT du Rg dT
u u T , v
( A)
u u du dT dv T v v T
代入式（A）得
dv u u c p T v v T dT
比热容的一般表达式
12
2. cV
0
定压
b与c温度相同，均为(T+1)K
uab uac vc va
而
p vc va 0
即q p qv
q p c p Tc Ta c p T 1 T c p qv cV Tb Ta cV T 1 T cV c p cV
定容过程 dv=0 若为理想气体:
u cV T v
u u (T )
du u cv T v dT
且：
cv f (T )
温度的函数
du cv T fu (T )
温度的函数
13
3. cp
定压过程 p=常数 或 dp=0
du pdv d (u pv ) dh cp dT dT dT dT
i CV ,m R (i 自由度） 2 i2 C p ,m R 2 i2 i
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(第五版)课后习题答案(全章节)廉乐明谭羽非等编.
第三章热力学第一定律3－5，有一闭口系统，从状态1经a变化到状态2，如图，又从状态2经b回到状态1；再从状态1经过c 变化到状态2。
在这个过程中，热量和功的某些值已知，如表，试确定未知量。
过程热量Q（kJ）膨胀功W（kJ）1-a-2 10 x12-b-1 -7 -41-c-2 x2 2解：闭口系统。
使用闭口系统能量方程(1)对1-a-2和2-b-1组成一个闭口循环，有⎰⎰=WQδδ即10＋（－7）＝x1+（－4）x1=7 kJ(2)对1-c-2和2-b-1也组成一个闭口循环x2＋（－7）＝2+（－4）x2=5 kJ(3)对过程2-b-1，根据WUQ+∆==---=-=∆)4(7WQU－3 kJ3－8 容积由隔板分成两部分，左边盛有压力为600kPa，温度为27℃的空气，右边为真空，容积为左边5倍。
将隔板抽出后，空气迅速膨胀充满整个容器。
试求容器内最终压力和温度。
设膨胀是在绝热下进行的。
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WUQ+∆=绝热0 = Q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KT T T T mc v 300120)12(==⇒=-根据理想气体状态方程161211222p V V p V RT p ===＝100kPa3－10供暖用风机连同加热器，把温度为01=t ℃的冷空气加热到温度为2502=t ℃，然后送入建筑物的风道内，送风量为0.56kg/s ，风机轴上的输入功率为1kW ，设整个装置与外界绝热。
试计算：（1）风机出口处空气温度；（2）空气在加热器中的吸热量；（3）若加热器中有阻力，空气通过它时产生不可逆的摩擦扰动并带来压力降，以上计算结果是否正确？ 解：开口稳态稳流系统（1）风机入口为0℃则出口为=⨯⨯==∆⇒=∆310006.156.01000Cp m Q T Q T Cp m1.78℃78.112=∆+=t t t ℃空气在加热器中的吸热量)78.1250(006.156.0-⨯⨯=∆=T Cp mQ ＝138.84kW (3)若加热有阻力，结果1仍正确；但在加热器中的吸热量减少。
工程热力学_第五版(2)第三章
五、分压力的确定
某组成气体的分压力等于混合气体的总压力与该组 成气体容积成分的乘积
piV mi RiT pVi mi RiT Vi Ri M pi p ri p gi p gi p gi p V i Mi R
六、混合气体的比热容
混合气体温度升高所需的热量，等于各组成气 体相同温升所需热量之和
C点有一个转折 点——拐点
范德瓦尔方程
三个方程、三个 未知数a，b，R
联立求解得
8a a vc 3b; Tc ; pc 27 Rb 27b2 或 27 R T RTc 8 pc v c a ;b ;R 64 pc 8 pc 3Tc
Tc和pc容易测准
2 2 c
二、其它几种二常数实际气体状态方程式简介
m m1 m2 g1 g 2 mn mi
i 1 n
g n gi 1
i 1
n
2.容积成分：混合气体中某组成气体的容积Vi与混 合气体总容积V的比值 Vi ri V n V V1 V2 Vn Vi i 1 T , p
临界定温线在C 点的切线与横坐 标轴平行。
RTc 2a p 3 0 0 2 ( vc b ) vc v Tc 2 p 2 RTc 6a 4 0 2 0 3 ( vc b ) vc v Tc a ( pc 2 )( vc b) RTc vc
q p qv pdv p d pv p
c p dT cv dT RdT
c p cv R 0 R cp cv Mc p Mcv MR R0 cp Mc p Mcv cv cv cp R cv 1 R cp 1
工程热力学第五版课后习题答案
工程热力学(第五版)习题答案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=12.02kg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 ＝p TR 0＝64.27kmol m /32-5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(第五版)课后习题答案(全章节)
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 ＝p T 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 ＝188.9g1（1）g 2 （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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Cb)
图3.1
例2.既然敞开冰箱大门不能降温，为什么在门窗紧闭的房间内安装 空调器后却能使温度降低呢？
解：参看图3.2,仍以门窗紧闭的房间为对象。由于空调器安置在窗上， 通过边界向环境大气散热，这时闭口系统并不绝热，而且向外界放热，由于QvQ虽然空调器工作时依旧有电功W输入系统，仍然W<0但按闭口系统 能量方程：U Q W，此时虽然Q与W都是负的,但Q|W，所以U<0可见室内空气内能将减少，相应地空气温度将降低。
C=0, W=0
动能、位能变化忽略不计。
能量方程：H o
即：m1h1m2h2g m2h3
m-ihm2h2
m-im2
若流体为定比热理想气体时:
h CpT
例5.压气机以m的速率吸入Pi,ti状态的空气，然后将压缩为P2,t2的压缩空气排出。进、排气管的截面积分别为fi,f2，压气机由功率为P
的电动机驱动。假定电动机输出的全部能量都传给空气。试求：（1）进、
3.3例题
例1.门窗紧闭的房间内有一台电冰箱正在运行，若敞开冰箱的大门就 有一股凉气扑面，感到凉爽。于是有人就想通过敞开冰箱大门达到降低室内 温度的目的，你认为这种想法可行吗？
解：按题意，以门窗禁闭的房间为分析对象，可看成绝热的闭口系统， 与外界无热量交换，Q=0,如图3.1所示，当安置在系统内部的电冰箱运转 时，将有电功输入系统，根据热力学规定：W<0，由热力学第一定律
Q U W可知，U0，即系统的内能增加，也就是房间内空气的内能
增加。由于空气可视为理想气体，其内能是温度的单值函数。内能增加温 度也增加，可见此种想法不但不能达到降温目的，反而使室内温度有所升 高。
若以电冰箱为系统进行分析，其工作原理如图3.1所示。耗功W后连
同从冰室内取出的冷量Qo一同通过散热片排放到室内，使室内温度升高。
排气管的气体流速；（2）空气与外界的热传递率。
解：取压气机为控制体。
（1）进、排气管气体流速：
由连续性方程和状态方程：
3）利用已知条件简化方程并求解
4）判断结果的正确性
2.深入理解热力学第一定律的实质，并掌握其各种表达式（能量方程） 的使用对象和应用条件。
3•切实理解热力学中功的定义，掌握各种功量的含义和计算，以及它 们之间的区别和联系，切实理解热力系能量的概念，掌握各种系统中系统 能量增量的具体含义。
4.在本章学习中，要更多注意在稳态稳定流动情况下，适用于理想气 体和可逆过程的各种公式的理解与应用。
解：取气缸中气体为系统。外界包括大气、弹簧及热源。
（1）系统对外作功量W包括对弹簧作功及克服大气压力Po作功。
设活塞移动距离为x，由力平衡求出：
初态：弹簧力F=o, R=Po
系统对外作功：W
（2）气体吸收热量： 能量方程：Q U
式中：W（已求得）
~P2V2P1V1
R
例4.两股流体进行绝热混合，求混合流体参数。 解：取混合段为控制体。稳态稳流工况。
第3章热力学第一定律
3.1，深刻理解内能、焓的物理意义
理解膨胀（压缩）功、轴功、技术功、流动功的联系与区别
熟练应用热力学第一定律解决具体问题
3.2本章重点
1•必须学会并掌握应用热力学第一定律进行解题的方法，步骤如下：
1）根据需要求解的问题，选取热力系统。
2）列出相应系统的能量方程
若以空调器为系统,其工作原理如图3.2所示，耗功W连同从室内抽取 的热量Q'一同排放给环境，因而室内温度将降低。
环境大宅压
图3.2
例3.带有活塞运动汽缸，活塞面积为f,初容积为V1的气缸中充满压 力为R，温度为Ti的理想气体，与活塞相连的弹簧，其弹性系数为K,初 始时处于自然状态。如对气体加热，压力升高到P2。求：气体对外作功量 及吸收热量。（设气体比热G及气体常数R为已知）。