工程传热学选修作业三样本
高考人教版选修物理3-3热学专项练习
优秀课件PPT公开课优质课PPT课件20 20届 高考人 教版选 修物理3 -3热学 专项练 习（共 22张PPT）
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(3) (5分)下列说法正确的是______ (填正确答案标号，选对1个得2分，选对2 个得4分，选对3个得5分;每选错1个扣3分，最低得分为0) A.液晶既有液体的流动性;又具有单晶体的各向异性 B .燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能增加 C.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁 时对器壁的作用力增大，故气体的压强一-定增大 D.-定质量的理想气体等温膨胀，--定吸收热量 E.某种液体的饱和汽压不一-定比该温度下未饱和汽压大 【答案】ABD
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(2) (5分)缸内封闭着一定质量的理想气体，以下说法正确的是 (填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错一个 扣3分，最低得分为0分) A .外界向气体发生热传递，气体的内能一定增加 B.不可能把热从低温气体传到高温气体而不产生其他影响 C.如果保持气体温度不变，当压强增大时，气体的密度- -定增大 D.若气体体积不变，温度升高，单位时间内撞击单位面积器壁的气体分子数增多 E .该气缸做加速运动时，汽缸内气体温度一定升高
A . 图中连线说明炭粒在做机械运动； B . 图中连线是炭粒的运动径迹 C . 图中炭粒的位置变化是由于分子间斥力作用的结果 D . 图中连线的杂乱不足以说明布朗运动与温度有关 E . 图中连线的杂乱无章间接说明液体分子运动的无规则性
工程热力学和传热学课后题答案
第2章课后题答案解析
简答题
简述热力学第一定律的实质和应用。
计算题
计算一定质量的水在常压下从100°C冷却 到0°C所需吸收的热量。
答案
热力学第一定律的实质是能量守恒定律在 封闭系统中的表现。应用包括计算系统内 能的变化、热量和功的相互转换等。
答案
$Q = mC(T_2 - T_1) = 1000gtimes 4.18J/(gcdot {^circ}C)times (0^circ C 100^circ C) = -418000J$
工程热力学和传热学课后题答 案
目
CONTENCT
录
• 热力学基本概念 • 气体性质和热力学关系 • 热力学应用 • 传热学基础 • 传热学应用 • 习题答案解析
01
热力学基本概念
热力学第一定律
总结词
能量守恒定律
详细描述
热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的表述，它指出系统能量的增加等于进入系统的能量减去离开系统的 能量。在封闭系统中，能量的总量保持不变。
热力学第二定律
总结词：熵增原理
详细描述：熵增原理指出，在一个孤 立系统中，自发反应总是向着熵增加 的方向进行，而不是减少。这意味着 孤立系统中的反应总是向着更加无序、 混乱的方向进行。
热力过程
总结词：等温过程 总结词：绝热过程 总结词：等压过程
详细描述：等温过程是指系统温度保持不变的过程。在 等温过程中，系统吸收或释放的热量全部用于改变系统 的状态，而不会引起系统温度的变化。
热力过程分析
总结词
热力过程分析是研究系统在热力学过程 中的能量转换和传递的过程，包括等温 过程、绝热过程、多变过程等。
VS
详细描述
等温过程是指在过程中温度保持恒定的过 程，如等温膨胀或等温压缩。绝热过程是 指在过程中系统与外界没有热量交换的过 程，如火箭推进或制冷机工作。多变过程 是指实际气体在非等温、非等压过程中的 变化过程，通常用多变指数来表示压力随 温度的变化关系。
华科版工程传热学课后习题答案
17.5第一章:1・3—大平板，高2・5m,宽2 m,厚0.03m 导热系数为45 W/(m ・K),两侧表 面温度分别为tl = 100-C, t2 = 80 "C,试求该板的热阻、热流量、热流密 度。
0)= Z4—= 45x 2.5x 2x 100~ 80 = 150/CW 3 0.03 1- 6 一单层玻璃窗，高1.2ni,宽1.5 in,玻璃厚0・3 mm,玻璃导热系数为九二1.05W/(m K),室内外的空气温度分别为20 9和5 9,室内外空气与玻璃窗之间对流换热的表面传热系数分别为hl = 5.5 W/(m2 K)和h2 = 20 W/(m2.K),试求玻璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、两侧的对流换热热Q= Axq = 113.5W60.003…R-=- 3・3xl(T'K/W1.2x 1.5x 0.54- = ---------- ------ = 0」01K / W Ah 】 1.2x1.5x5.5A/T =1.2X 1.5X 20 =278X10 KW1・16附图所示的空腔由两个平行黑体表面组成，孔腔内抽成真空，且空腔的厚 度远小于其高度与宽度。
其余已知条件如图。
表面2是厚5=0.1 ni 的平板的一 侧面,其另一侧表面3被高温流体加热，平板的平均导热系数入=17.5 VV/(m.K), 试问在稳态工况下表面3的tw3温度为多少?解：若处于稳定工况，则一 / €8a(T ：x -T ：2)w3 — l wl A =127・l.OxO.lx5.67x IO -8 x(3004 -4004)=132.67 °C150x103 2.5x 2=30KW/m 2阻。
63W/〃F 20-510.003"" =----- + ------------- F -----5.50.5 20<P=fMa (r ；1-r ；2)=1-18 解：q = = 257.1W / /H 2d 1 0.4 1—+ — ------ +—A h 1.6 101・19 一厚度为0・4m, 导热系数为16 W/m K的平面墙壁，其一侧维持100・C的温度，另一侧和温度为10・C的流体进行对流换热，表面传热系数为10W/(m2K),求通过墙壁的热流密度。
2014-传热学大作业模板(03版)
课程编号：13SD02010340课程名称：传热学上课时间：2014年春季铸件-铸型界面传热理论基础姓名：学号：班级：所在学院：机电工程学院任课教师：帅永摘要：传热是一种普遍存在于自然界中的物理现象。
空间内任意一些物体之间抑或是一个物体内部不同部分间，只要存在着温差，那么，根据热力学第二定律，热量将以某一种方式或同时以某几种方式，自发地从高温处传向低温处直至两者达到相同温度。
传热的方式包括热传导、热对流、热辐射。
在金属凝固过程，铸件和铸型界面传热是上述方式的一个复合传热过程。
当金属液刚充满型腔的那一刻，金属液与铸型之间主要依靠导热进行，同时也伴有一定的自然对流。
金属液开始凝固以后，铸件-铸型界面间开始出现空气间隙。
此时，界面间的传热既有热传导的部分，也有热对流及热辐射部分，三者共同作用影响着界面换热的速率。
关键词：铸件，凝固，复合传热一、研究背景众所周知，铸造作为一个粗放式的行业，因其成品率低、能耗大、污染重等原因，其发展受到了严重的阻碍。
而要改变这种现状，就必须提高铸造生产过程的出品率，缩短生产周期。
国内外许多学者已经开始采用计算机模拟仿真软件，如 AnyCasting、ProCast 等来进行模拟，计算机模拟仿真软件不仅可以对铸件的充型及凝固过程进行可视化的表现，同时也可以对铸造过程中出现的缺陷如缩松、缩孔、夹杂、偏析等以及残余应力分布进行预测。
利用软件给出的结果，铸造工作者可以通过有针对性地改进工艺方案或零件结构，来改善铸件的成品率并缩短生产周期，进而提高企业的生产效率和经济效益。
凝固过程数值模拟的本质就是对凝固过程的物理现象建立数学模型并求解之。
我们知道，在铸造过程中，铸件的凝固过程温度场分布、凝固速率、冷却速率很大程度上取决于金属与模具之间的换热速率，也即界面换热系数。
因此，为了得到可靠的模拟结果，铸造工作者需要将准确的界面换热作为边界条件输入到软件中。
然而，由于凝固过程中换热界面形态的多变性、界面换热系数影响因素的多样性以及小间隙内传热机理（包括热传导、热辐射、热对流）的不确定性，目前还没有一种比较全面完善的方法能够定量的描述界面换热系数。
传热学作业题
1
A1q1
= q2 = 5200 =44.62 q1 116.53
第15页/共69页
2-14
• 外径为 100mm 的蒸气管道，覆盖密度为
20kg/m3的超细玻璃棉毡保温。已知蒸气管道外
壁温度为400℃，希望保温层外表面温度不超过 50℃。且每米长管道上散热量小于 163W，试 确定所需的保温层厚度。
，t1 =20oC，t 4 =-20o C，求q1,q2 , q2 q1
-
解：t =
t1 +t 4 2
=
20+（-20）=0o 2
C，查表得：2
=
2.44
10-2
W
（ / m K）
由公式q
t1
n
tn1
i
得:
i1 i
q1
t1 t4
1 2 3
0.006
20 (20) 0.008
0.006
求 2
解：由公式q=
t1
n
tn 1
i
i1 i
q
t1 t3
1 2
1500
1 2
q
750 55
0.02 2
1500解得 2 0.05375m
1.3 0.12
第12页/共69页
2-9
• 双层玻璃窗系由两层厚为 6mm 的玻璃及其间的空 气隙所组成，空气隙厚度为 8mm。假设面向室内 的玻璃表面温度与室外的玻璃表面温度各为 20℃ 及-20℃，试确定该双层玻璃窗的热损失。如果采 用单层玻璃窗，其他条件不变，其热损失是双层玻
350 1.029 10-4 20
=0.0018
故满足集中参数法条件
0.0333
工程传热学_华中科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
工程传热学_华中科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.对于空气在竖夹层中自然对流换热，当Gr<2000时（）答案:Nu=12.温度30℃水流经一根长的直管，管内径0.3m，水流平均速度为0.3m/s，试求表面传热系数为（）。
（已知λ=0.617W/m·K，Nu=372.2）答案:765.6W/m2·K3.热边界层指在对流换热情况下，固体附近存在一薄流层，该层中流体温度沿壁面垂直方向（）。
答案:急剧变化4.下列参数中哪个参数是物性参数？答案:导热系数5.多孔保温材料，一旦受潮，它的导热系数将会（）。
答案:增大许多6.通常非金属材料的导热系数，随着温度的升高而（）。
答案:增大7.增加等截面直肋肋片厚度，则肋片效率将（）。
答案:单调增加8.形式为的导热微分方程适用范围（）。
答案:非稳态导热9.瑞利准则Ra=Gr*Pr是与（）过程有关的无量量纲。
答案:自然对流10.Bi准则数越小，说明物体内的非稳态温度场（）。
答案:空间分布差异越小11.黑体温度越高，则热辐射的（）。
答案:峰值波长越短12.向大气中大量排放的CO2气体会引起“温室效应”的主要原因是（）。
答案:CO2气体能吸收红外辐射13.削弱辐射换热的有效方法是假遮热板，而遮热板表面的黑度应该（）。
答案:小一点14.（）是相同温度条件下辐射能力最强的物体。
答案:黑体15.一台按照逆流方式设计的套管换热器在实际过程中被安装成顺流流动方式，那么将（）。
答案:换热量不足16.在其他条件相同的情况下，水平管外的凝结换热一定比竖直管强烈。
答案:错误17.在地球表面某实验室内设计的自然对流换热实验，在太空中仍然有效。
答案:错误18.由两根同心圆管组成的间壁式换热器称为套管式换热器。
答案:正确19.换热器传热计算的两种方法是平均温差法和效能-传热单元数法。
答案:正确20.在一定的进出口温度条件下，顺流的平均温差最大。
《工程热力学与传热学》第一次作业
B、一定是可逆过程
C、一定是不可逆过程
D、不能反向进行的过程
我的答案：C 此题得分：2.5分
5.（2.5分） 第二类永动机违反了以下哪个基本定律。
A、热力学第零定律
B、热力学第一定律
C、热力学第二定律
D、不违背任何定律
×
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第一阶段在线作业
单选题 (共25道题)
收起
1.（2.5分） 如果热力系统与外界之间没有任何形式的能量交换，那么这个热力系统一定是（ ）：
A、开口系统
B、闭口系统
C、绝热系统
D、孤立系统
我的答案：D 此题得分：2.5分
2.（2.5分） 理想气体的热力学能只与（ ）有关。
A、等于1
B、大于1
C、小于1
D、都有可能
我的答案：B 此题得分：2.5分
10.（2.5分） 任何可逆循环的热效率都（ ）卡诺循环的热效率。
A、大于
B、等于
C、小于1
D、无法比较
我的答案：D 此题得分：2.5分
11.（2.5分） 任何可逆循环的热效率都（ ）不可逆循环的热效率。
C、沸水可用能多
D、无法比较
我的答案：C 此题得分：2.5分
19.（2.5分） 若组成热力系统的各部分之间没有热量传递，热力系统将处于热平衡状态。此时热力系统内部一定不存在（ ）。
A、温度差
B、压力差
C、化学反应
D、两相共存
我的答案：A 此题得分：2.5分
A、大于
B、等于
C、小于1
D、无法比较
2020年中国石油大学北京网络学院 工程热力学与传热学-第三阶段在线作业 参考答案
中国石油大学北京网络学院
工程热力学与传热学-第三阶段在线作业
参考答案
1.（
2.5分）孤立系统的热力学状态不能发生变化。
正确
错误
我的答案：错误此题得分：2.5分
2.（2.5分）系统中工质经历一个可逆定温过程，由于没有温度变化，故该系统中工质不能与外界交换热量
正确
错误
我的答案：错误此题得分：2.5分
3.（2.5分）封闭热力系内发生可逆定容过程时，系统一定不对外作容积变化功。
正确
错误
我的答案：正确此题得分：2.5分
4.（2.5分）封闭热力系中，不作膨胀功的过程一定是定容过程。
正确
错误
我的答案：错误此题得分：2.5分
5.（2.5分）气体膨胀时一定对外作功。
正确
错误
我的答案：错误此题得分：2.5分
6.（2.5分）工质吸热后一定会膨胀。
正确
错误
我的答案：错误此题得分：2.5分
7.（2.5分）根据热力学第一定律，任何循环的净热量等于该循环的净功量。
正确。
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(五年高考真题)2016届高考物理专题选修3-3热学考点一分子动理论内能1。
[2015·新课标全国Ⅱ，33（1)，5分］(难度★★）(多选）关于扩散现象，下列说法正确的是（)A.温度越高，扩散进行得越快B。
扩散现象是不同物质间的一种化学反应C。
扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D。
扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的2。
[2015·福建理综，29(1）,6分]（难度★★））下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是（)A.分子间距离减小时分子势能一定减小B。
温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C。
物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D。
非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性3。
［2015·山东理综,37]（难度★★）（多选）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。
关于该现象的分析正确的是（）a。
混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 b。
混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动c。
使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速d。
墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的4.［2015·江苏单科,12A（1）］(难度★★）(多选)对下列几种固体物质的认识，正确的有（）A.食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体B。
工程热力学与传热学第三章作业参考答案
“山水之乐”的具体化。3．第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4．作者为什么要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，
贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉翁之意不在酒，在乎山水之间也。醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁，作者并未在文中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之
p50习题习题3214476p50习题习题33lnlnp50习题习题351331可逆绝热过程2自由膨胀lnln576kjkmcmr理想气体定值比热及比热比单原子双原子多原子摩尔定容比热ckjkmolk摩尔定压比热ckjkmolk比热比k16714129当计算精度要求不高或气体处于较低温度范围常采用定值比热忽略比热与温度的关系
Ws U mu mcv T1 T2 1746.3kJ
S 0
（2）自由膨胀
Ws 0 Q 0, U 0 T2 T1 340K
S
mcv
ln T2 T1
mR ln
v2 v1
5.76kJ/K
当计算精度要求不高，或气体处于较低温度 范围，常采用定值比热，忽略比热与温度的关系。 不同气体在标准状态下均为22.4m3，不同气体只 要其原子数相同则其摩尔定值比热相等。
江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。
传热学作业三 (1)
第三章作业（四种典型几何形状物体导热）1、有一厚mm 20的平面墙，导热系数为)/(3.1K m W ⋅，为使每平方米墙的热损失不超过1500W ，在外表面覆盖了一层导热系数为)/(12.0K m W ⋅的保温材料。
已知复合壁两侧的温度分别为750℃及55℃，试确定此时保温层的厚度。
2、在某一产品的制造过程中，在厚mm 0.1的基板上紧贴了一层透明的薄膜，其厚度为mm 2.0。
薄膜表面有一股冷空气流流过，其温度℃20=f t ，对流传热表面传热系数)/(402K m W h ⋅=。
同时，有一股辐射能q 透过薄膜投射到薄膜与基板的结合面上，如图所示。
基板的另一面维持在温度℃301=t 。
生产工艺要求薄膜与基板结合面的温度0t 应为60℃，试确定辐射热流密度q 应为多大。
薄膜的导热系数)/(02.0K m W f ⋅=λ，基板的导热系数)/(06.0K m W s ⋅=λ。
投射到结合面上的辐射热流全部为结合面所吸收。
薄膜对60℃的热辐射是不透明的。
2题图3、一蒸汽锅炉炉膛中的蒸发受热面管壁受到温度为1000℃的烟气加热，管内沸水温度为200℃，烟气与受热面管子外壁间的复合换热表面传热系数为)/(1002K m W ⋅，沸水与内壁间的表面传热系数为)/(50002K m W ⋅，管子壁厚mm 6，管壁)/(42K m W ⋅=λ，外径为mm 52。
试计算下列三种情况下受热面单位长度上的热负荷：（1）换热表面是干净的；（2）外表面结了一层厚为mm 1的烟灰，其)/(08.0K m W ⋅=λ；（3）内表面上有一层厚为mm 2的水垢，其)/(1K m W ⋅=λ4、人的眼睛在完成生物功能的过程中生成的热量要通过角膜散到周围环境中，其散热条件与是否带有隐形眼镜片有关。
如图所示，设角膜及隐形镜片均呈球形，且两者间接触良好，无接触热阻。
角膜及镜片所张的中心角占了三分之一的球体。
试确定下列条件下不戴镜片及戴镜片时通过角膜的散热量：mm r 101=，mm r 5.122=，mm r 3.163=，℃37=fi t ，℃200=f t ，)/(122K m W h i ⋅=，)/(620K m W h ⋅=，)/(35.01K m W ⋅=λ，)/(8.02K m W ⋅=λ。
18专题18 选修3热学.docx
专题18选修3—3(热学)A组限时：25分钟答案链接P1101．(2019全国卷Ⅲ，33-1)[易] 用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是______________________________．实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以______________________________．为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是________________________________________________________________________．2．(2018贵州遵义模拟)[易](多选)下列说法中错误的是()A．热力学第一定律揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．扩散现象说明了分子的运动就是要打破一切不均衡性，使之均衡C．表面张力是液体附着层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线的张力D．一定质量的晶体，熔化时吸收的热量和凝固时放出的热量相等E．做功是改变内能的唯一方式，做功的多少只由物体的初、末状态决定3．(2018湖北襄阳模拟)[易](多选)给体积相同的两个容器A、B分别装满温度为60 ℃的热水和6 ℃的冷水．下列说法中正确的是()A．由于温度是分子平均动能的标志，所以容器A中水分子的平均动能比容器B中水分子的平均动能大B．由于温度越高，布朗运动越剧烈，所以容器A中水分子的布朗运动比容器B中水分子的布朗运动更剧烈C．若把A、B两个容器靠在一起，则A、B两容器内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫热传递D．由于A、B两容器内水的体积相等，所以A、B两容器中水分子间的平均距离相等E．已知水的相对分子质量是18，若容器B中水的质量为3 kg，水的密度为1.0×103kg/m3，阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023mol－1，则容器B中水分子个数约为1.0×1026 4．(2019河南濮阳模拟)[易](多选)关于固体、液体和物态变化，下列说法正确的是() A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B．当分子间距离增大时，分子间的引力减少、斥力增大C．一定质量的理想气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而减少D．水的饱和汽压随温度的升高而增大E．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用5．(2019全国卷Ⅱ，33-1)[易] 如p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3.用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N1________N2，T1________T3，N2________N3(填“大于”“小于”或“等于”)．6．(2019湖北十堰调研)[易](多选)热学中有很多图像，对图中一定质量的理想气体图像的分析，正确的是()A．甲图中理想气体的体积一定不变B．乙图中理想气体的温度一定不变C．丙图中理想气体的压强一定不变D．丁图中理想气体从P到Q，可能经过了温度先降低后升高的过程E．戊图中实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度7．(2018河北唐山一模改编)[易](多选)两个相邻的分子之间同时存在着引力和斥力，它们随分子之间距离r的变化关系如图所示．图中虚线是分子斥力和分子引力曲线，实线是分子合力曲线．当分子间距为r＝r0时，分子之间合力为零，则选项图中关于该两分子组成系统的分子势能E p与两分子间距离r的关系曲线，可能正确的是()8．(2018甘肃兰州一中月考)[易](多选)如图所示，密闭容器内可视为理想气体的氢气温度与外界空气的温度相同，现对该容器缓慢加热，当容器内的氢气温度高于外界空气的温度时，则()A．氢分子的平均动能增大B．氢分子的势能增大C．氢气的内能增大D．氢气的内能可能不变E．氢气的压强增大B组限时：25分钟答案链接P1109．(2019全国卷Ⅲ，33-2)[易]如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm.若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同．已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K.(i)求细管的长度；(ii)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度．10．(2019山东烟台模拟)[中]有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃瓶A内封有一定量气体，与管A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出．设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计．(1)B管刻度线是在1个标准大气压下制作的(1个标准大气压相当于76 cm水银柱的压强)．已知当温度t＝27 ℃时的刻度线在x＝16 cm处，问t＝0 ℃的刻度线在x为多少厘米处？(2)若大气压已变为相当于75 cm水银柱的压强，利用该测温装置测量温度时所得读数仍为27 ℃，问此时实际温度为多少？11．(2018吉林大学附中模拟)[中]一定质量的理想气体，其状态变化过程如图中箭头顺序所示，AB平行于纵轴，BC平行于横轴，CA段是以纵轴和横轴为渐近线的曲线的一部分．已知气体在A状态的压强、体积、热力学温度分别为p A、V A、T A，且气体在A状态的压强是B状态压强的3倍．求：(1)气体在B状态的热力学温度和C状态的体积；(2)从B到C过程中，是气体对外做功还是外界对气体做功？做了多少功？12．(2019湖南长沙模拟)[中]如图，在固定的汽缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为S A∶S B＝1∶2.两活塞以穿过B底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动．两个汽缸都不漏气．初始时，A、B中气体的体积皆为V0，温度皆为T0＝300 K，A中气体压强p A＝1.5p0，p0是汽缸外的大气压强．现对A加热，使其中气体的压强升到p′A＝2.0p0，同时保持B中气体的温度不变．求此时A中气体的温度T′A.答案与解析A 组1. 使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL 油酸酒精溶液的滴数，可得到一滴溶液中纯油酸的体积 油膜的面积2．ACE 【解析】热力学第二定律揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，选项A 错误；扩散现象说明了分子的运动就是要打破一切不均衡性，使之均衡，选项B 正确；表面张力是液体表层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线的张力，选项C 错误；一定质量的晶体，熔化时吸收的热量和凝固时放出的热量相等，D 正确；做功和热传递均是改变内能的方式，选项E 错误．3．ACE 【解析】温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，选项A 正确；布朗运动不是水分子的运动，而是水中小颗粒的无规则运动，所以选项B 错误；两容器内液体温度不同，会发生热传递，选项C 正确；由于A 、B 两容器中水的密度不同(热水的密度较小)，所以A 、B 两容器中水的质量不同，水分子的个数不同，水分子间的平均距离也不相等，选项D 错误；根据题意，水的摩尔质量为18 g/mol ，容器B 中水的物质的量为n ＝3 00018 mol ＝5003mol ，所以容器B 中水分子个数约为N ＝nN A ＝1.0×1026，选项E 正确．4．CDE 【解析】温度一定时，大气中相对湿度越大，水蒸发越慢，人就感受到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，选项A 错误；分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，选项B 错误；温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单位面积的平均碰撞次数必减少，选项C 正确；饱和汽压与液体种类和温度有关，水的饱和汽压随温度的升高而增大，选项D 正确；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，选项E 正确．5．大于 等于 大于【解析】由理想气体状态方程有：2p 1V 1T 1＝p 12V 1T 3，可得T 1＝T 3；状态1、2等体积，单位体积内分子数相同，由理想气体状态方程2p 1T 1＝p 1T 2，得T 1>T 2，单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数有N 1>N 2；状态2、3等压强，但T 3>T 2，状态3分子运动较剧烈，单个分子碰撞器壁的平均作用力较大，故状态3气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数较小，即N 2 > N 3.6．ACE 【解析】由理想气体状态方程pV T＝C 可知，选项A 、C 正确；若温度不变，p -V 图像应该是双曲线的一支，题图乙不一定是双曲线的一支，选项B 错误；题图丁中理想气体从P 到Q ，经过了温度先升高后降低的过程，选项D 错误；温度升高平均动能增大，平均速率增大，所以题图戊实线对应的气体温度一定高于虚线对应的气体温度，选项E 正确．7．BCE 【解析】当分子间距r >r 0时，分子间表现为引力，当分子间距 r 减小时，分子力做正功，分子势能减小，当r <r 0时，分子间表现为斥力，当分子间距r 减小时，分子力做负功，分子势能增大，当r ＝r 0时，分子势能最低．但考虑取不同情况作为分子势能为零的点，选项B 、C 、E 三个图像可能是正确的．8．ACE 【解析】温度是分子的平均动能的标志，氢气的温度升高，则分子的平均动能一定增大，故选项A 正确；氢气视为理想气体，气体分子势能忽略不计，选项B 错误；密闭容器内气体的内能由分子动能决定，氢气的分子动能增大，则内能增大，故选项C 正确，选项D 错误；根据理想气体的状态方程：pV T＝C 可知，氢气的体积不变，温度升高则压强增大，故选项E 正确．B 组9．(i)41 m (ii)312 K【解析】(i)设细管的长度为L ，横截面的面积为S ，水银柱高度为h ；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h 1，被密封气体的体积为V ，压强为p ；细管倒置时，气体体积为V 1，压强为p 1.由玻意耳定律有pV ＝p 1V 1①由力的平衡条件有p ＝p 0＋ρgh ②p 1＝p 0－ρgh ③式中，ρ、g 分别为水银的密度和重力加速度的大小，p 0为大气压强．由题意有V ＝S (L －h 1－h )④V 1＝S (L －h )⑤由①②③④⑤式和题给条件得L ＝41 m ⑥(ii)设气体被加热前后的温度分别为T 0和T ，由盖—吕萨克定律有V T 0＝V 1T⑦ 由④⑤⑥⑦式和题给数据得T ＝312 K ⑧10．(1)21.4厘米处 (2)22 ℃【解析】(1)p 1＝76 cmHg －16 cmHg ＝60 cmHg ，T 1＝(273＋27) K ＝300 K ，T 2＝(273＋0) K ＝273 K ，气体发生等容变化，由查理定律可得p 1T 1＝p 2T 2，即60 cmHg 300 K ＝p 2273 K， 解得p 2＝54.6 cmHg ，则x ＝76 cm －54.6 cm ＝21.4 cm.(2)此时A 泡内气体压强为p 3＝75 cmHg －16 cmHg ＝59 cmHg ，气体发生等容变化，由查理定律p 1T 1＝p 3T 3，即60 cmHg 300 K ＝59 cmHg T 3解得T 3＝295 K ，t 3＝22 ℃.11．(1)13T A 3V A (2)气体对外界做功 23p A V A 【解析】(1)从A 到B 是等容过程，由查理定律有p A T A ＝p B T B由题知p A ＝3p B可得T B ＝13T A 从B 到C 是等压变化过程，由盖—吕萨克定律，有V B T B ＝V C T C又从A 到C 是等温变化过程，故T C ＝T A解得V C ＝3V A(2)从B 到C 等压过程中，气体的体积在增大，故知是气体对外界做功，做功为W ＝p B (V C －V B )＝23p A V A 12．500 K【解析】活塞平衡时，由平衡条件得：p A S A ＋p B S B ＝p 0(S A ＋S B )p ′A S A ＋p ′B S B ＝p 0(S A ＋S B )已知S B ＝2S AB 中气体初、末态温度相等，设末态体积为V B ，由玻意耳定律得：p ′B V B ＝p B V 0设A 中气体末态的体积为V A ，因为两活塞移动的距离相等，故有V A －V 0S A ＝V B －V 0S B对A 中气体由理想气体状态方程得：p ′A V A T ′A ＝p A V 0T 0解得：T ′A ＝p ′A V A T 0p A V 0＝500 K.。
武汉理工工程热力学和传热学作业
图4-5
13．1kmol理想气体从初态p1=500kPa，T1=340K绝热膨胀到原来体积的2倍。设气体Mcp=33.44kJ/(kmol·K)，Mcv=25.12kJ/(kmol·K)。试确定在下述情况下气体的终温，对外所做的功及熵的变化量。（1）可逆绝热过程；（2）气体向真空进行自由膨胀。
第六章水蒸汽的热力性质和热力过程
6．现有两股温度不同的空气，稳定地流过如图2-1所示的设备进行绝热混合，以形成第三股所需温度的空气流。各股空气的已知参数如图中所示。设空气可按理想气体计，其焓仅是温度的函数，按{h}kJ/kg=1.004{T}K计算，理想气体的状态方程为pv=RT, R=287J/(kg·K)。若进出口截面处的动、位能变化可忽略，试求出口截面的空气温度和流速。
（3）一定质量的空气在不导热的气缸中被活塞缓慢地压缩（不计摩擦）。
（4）100℃的水和15℃的水混合。
6．如图1-2所示的一圆筒容器，表A的读数为360kPa；表B的读数为170kPa，表示室I压力高于室II的压力。大气压力为760mmHg。试求:
（1）真空室以及I室和II室的绝对压力；
（2）表C的读数；
图
图2-1
7．某气体从初态p1=0.1MPa，V1=0.3m3可逆压缩到终态p2=0.4MPa，设压缩过程中p=aV-2，式中a为常数。试求压缩过程所必须消耗的功。
8．如图2-2所示，p-v图上表示由三个可逆过程所组成的一个循环。1-2是绝热过程；2-3是定压过程；3-1是定容过程。如绝热过程1-2中工质比热力学能的变化量为-50kJ/kg，p1=1.6MPa，v1=0.025m3/kg，p2=0.1MPa，v2=0.2m3/kg。（1）试问这是一个输出净功的循环还是消耗净功的循环？
建工版(第5版)《传热学》第3章作业参考解答
第82页第4题已知：电熨斗T 0=T f ，体积V ，表面积A ，ρ、c 、λ均为已知且为常数内有恒热源q V ，表面换热系数h ＝const. 求： T (τ ) 解：认定电熨斗表面Biot 数远远小于1，也即可以将其温度看成均匀的。
按能量守恒原理，)()(cVT d d T T Ah Vd q f V ρττ=−−所以，⎪⎩⎪⎨⎧=−−==ff VT TT T cV Ah c q d dT 0)(τρρτ 注意到，)]([)()(AhV q T T cV AhT T AhV q cV Ah T T cV Ah c q V f f V f V +−−=+−=−−ρρρρ令，)(AhVq T T u V f +−= 则，⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧−=−==Ah V q u u cV Ah d duV 0τρτ解之得，)exp(τρcV AhAhV q u V −−=或，)]exp(1[τρcV Ah AhV q T T V f −−+=问题：当时间足够长时，系统将进入稳定状态，那么，电熨斗所能达到的平衡温度是多少？第82页第7题已知：热电偶，d =0.5mm ，ρ＝8930 kg/m 3, c =400 J/(kg ⋅°C), t 0=25°C, t f =120°C ，h =95W/( m 2⋅°C)求： θ/θ0=1%时τ＝？以及对应的温度t 。
解：d dd A V 616123==ππ 1-3s 3191.0105.040089309566=××××===−cd h A V c h cVAhρρρ 因为，)exp(0τρθθcVAh −= 所以，s43.141100ln 3191.01ln0===θθρτhAcV此时，%100=−−=ff t t t t θθ 所以，C05.119)12025(01.0120)(01.00D =−+=−+=f f t t t t 注意到，λλ00792.0Bi ,)K W/(m 95 m,10333.86125==⋅=×==−A V h h d A V 。
工程传热学课后习题答案
0.03
q 150 103 30KW / m2 A 2.5 2
1-6 一单层玻璃窗，高 1.2m，宽 1.5 m，玻璃厚 0.3 mm，玻璃导热系数为 = 1.05 W/(mK)，室内外的空气温度分别为 20 ℃和 5 ℃，室内外空气与玻璃窗之间对 流换热的表面传热系数分别为 h1 = 5.5 W/(m2K) 和 h2 = 20 W/(m2K)，试求玻 璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、两侧的对流换热热阻。
Ah1 1.2 1.5 5.5
1
1
27.8 103 K /W
Ah2 1.2 1.5 20
1-16 附图所示的空腔由两个平行黑体表面组成，孔腔内抽成真空，且空腔的厚 度远小于其高度与宽度。其余已知条件如图。表面 2 是厚δ=0.1 m 的平板的一 侧面，其另一侧表面 3 被高温流体加热，平板的平均导热系数λ = 17.5 W/(mK)， 试问在稳态工况下表面 3 的 tw3 温度为多少？
t1
t2 1
100 10 0.4 1
257.1W / m2
h 1.6 10
1-19 一厚度为 0.4 m，导热系数为 1.6 W/mK 的平面墙壁，其一侧维持 100℃的 温度，另一侧和温度为 10℃的流体进行对流换热，表面传热系数为 10 W/(m2K)， 求通过墙壁的热流密度。
1 1 1 2
0.0001 0.0001 0.00378 0.00267
0.02915
0.02646 0.03745 21.92% 0.02915
0
2-4 一烘箱的炉门由两种保温材料 A 和 B 做成，且δA=2δB(见附图)。已知λ A=0.1 w/m•K，λB=0.06 w/m•K。烘箱内空气温度 tf1=400℃，内壁面的总表面 传热系数 h1=50 w/m2•K。为安全起见，希望烘箱炉门的外表面温度不得高于 50℃。设可把炉门导热作为一维导热问题处理，试决定所需保温材料的厚度。 环境温度 tf2=25℃，外表面总表面传热系数 h2=9.5 w/m2•K。
工程传热学课后答案
1. 准静态过程是指系统经历一系列平衡状态，即过程中系统在每次状态变化时仅无限小地偏离平衡状态且随时恢复平衡状态的过程。
实现准静态过程的条件是：系统的状态变化无限小，过程进行无限慢。
2. ①静止封闭系统的热力学第一定律；②静止封闭系统且无摩擦耗散的准静态过程的热力学第一定律； ③静止封闭系统等压过程的热力学第一定律； ④静止封闭系统的等压过程的能量方程式； ⑤无轴功的稳定流动开口系统的能量方程式。
3. 答：利用气体的状态方程式T MR pV g =,充气前储气罐质量： ()()()kg T R Vp p T R V p M g b e g 01267.31000300287.06.110132516.01111=⨯⨯⨯⨯+=+==充气后储气罐质量：()kg T R V p M g 62984.111000340287.06.11013257222=⨯⨯⨯⨯==则储气罐充入气体质量为：()kg M M 61717.801267.362984.1112=-=-而每分钟进入储气罐的质量为：()kg T R V P M b g b 60870.01000290287.05.010*******=⨯⨯⨯⨯==所以所需时间为：s M M M t 40069.849min 15668.1460870.061717.8012===-=4.（P37 思考题5）何谓导热问题的单值性条件？它包含哪些内容？答：在完整地描述某个具体的导热过程时，除了导热微分方程之外，还必须说明导热过程的具体特点，该说明指的就是导热问题的单值性条件，也叫定解条件。
它包含有：①几何条件：规定了导热物体的几何形状和尺寸；②物理条件：说明了导热物体的物理特性，如物体的热物性参数的大小及其随其他参数（如温度）的变化规律，是否有内热源，其大小和分布情况；③初始条件：也即时间条件，给出了过程开始时刻物体内的分布状况；④边界条件：规定了物体在边界上与外界环境之间在换热上的联系或相互作用。
工程传热学选修作业三
第三次（四、 五章）作业1、 医学知识告诉我们: 人体组织温度等于、 高于48℃时间不能超出s 10, 不然该组织内细胞就会死亡。
今有一劳动保护部门需要取得这么资料, 即人体表面接触到60℃、 70℃、 80℃、 90℃、 100℃热表面后皮肤下烧伤深度随时间而改变情况。
试利用非稳态导热理论作出上述烧伤深度随时间改变曲线。
人体组织可看做是各向同性材料, 物性可取为37℃水数值。
计算最大时间为min 5。
为简化分析, 这里可假定一接触到热表面, 人体表面温度就上升到了热表面温度。
2、 有一航天器, 重返大气层时壳体表面温度为1000℃, 随即落入温度为5℃海水中。
设海水与壳体表面间表面传热系数为1135 )/(2K m W ⋅, 试问此航天器落入海洋min 5后得表面温度是多少？壳体壁面中最高温度是多少？壳体厚度mm 50=δ, W 8.56=λ )/(K m ⋅, s m a /1013.426-⨯=, 其内侧面可认为是绝热。
3、 一根直径为mm 170长轴, 初始温度为17℃, 后被置于炉温为850℃环境中。
轴材料导热系数为)/(30K m W ⋅, 热扩散率为6.2s m /1026-⨯, 加热过程中表面传热系数为)/(1412K m W ⋅。
试确定为使长轴中心温度达成800℃所需时间以及该时刻钢轴表面温度。
4、 在温度为250℃烘箱中烤洋山芋, 设洋山芋能够看做直径为5 cm 球, 初始温度为20℃, 其物性可近似地取50℃水值。
试估算烘烤0min 2后洋山芋中心温度。
取表面传热系数为20)/(2K m W ⋅。
5、 一个火焰报警器采取低熔点金属丝作为传感元件, 当该导线受火焰或高温烟气作用而熔断时报警系统即被触发。
一报警系统导线熔点为500℃, )/(210K m W ⋅=λ, )/(420K kg J c ⋅=, 初始温度为25℃。
问当它忽然受到650℃烟气加热后, 为在min 1内发出报警信号, 导线直径应限制在多大以下？设复合换热表面传热系数为)/(122K m W ⋅。
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第三次( 四、五章) 作业
1、医学知识告诉我们：人体组织的温度等于、高于48C的时间不能超过10S, 否则该组织内的细胞就会死亡。
今有一劳动保护部门需要获得这样的资料, 即人体表面接触到60C、70 C、80 C、90 C、100 C的热表面后皮肤下烧伤深度随时间而变化的情况。
试利用非稳态导热理论作出上述烧伤深度随时间变化的曲
线。
人体组织可看做是各向同性材料，物性可取为37C水的数值。
计算的最大时间为5min 。
为简化分析, 这里可假定一接触到热表面, 人体表面温度就上升到了热表面温度。
2、有一航天器,重返大气层时壳体表面温度为1000C ,随即落入温度为5C的海水中。
设海水与壳体表面间的表面传热系数为1135
2
W/(m2 K),试问此航天器落入海洋5min后得表面温度是多少？壳体壁面中的最高温度是多少? 壳体的厚度50mm, 56.8W
/(m K), a 4.13 10 6m2/s, 其内侧面可认为是绝热的。
3、一根直径为170mm的长轴,初始温度为17°c,后被置于炉温为850r的环境中。
轴材料的导热系数为30W/(m K), 热扩散率为 6.2
10 6m2 /s, 加热过程中的表面传热系数为141W /( m 2 K) 。
试确定为使长轴的中心温度达到800 c所需的时间以及该时刻钢轴表面的温度。
4、在温度为250c的烘箱中烤洋山芋,设洋山芋能够看做直径为5
cm的球，初始温度为20C ,其物性可近似地取50c水的值。
试估算烘烤
20min 后洋山芋中心的温度。
取表面传热系数为20W /(m2 K)。
5、一种火焰报警器采用低熔点的金属丝作为传感元件, 当该导线受火焰或高温烟气的作用而熔断时报警系统即被触发。
一报警系统导线的熔点为500c ,
210W/(m K), c 420J/(kg K),初始温度为25c。
问当它突然受
到650c烟气加热后,为在1min内发出报警信号,导线直径应限制在多大以下？
设复合换热的表面传热系数为12W/(m2 K) o
6 —块牛肉从5°C的冷藏库中取出后置于180C的烘箱中烘烤，加热到至少
80 C就达到了所谓鲜嫩可食用的程度。
设牛肉外表面与烘箱加热气流间的表面传热系数为2°W/(m2 K),试确定把牛肉加热到鲜嫩程度所需时间。
牛肉的物性可按水处理,其尺寸为40mm 60mm
100mm
7、试对附图所示的常物性、无内热源的二维稳态导热问题用高斯-赛德尔迭代
法计算七2、七3、七4之值
注：要求统一用B5大小作业纸。