. . 热工基础课后习题 热工基础课后習题 参考答案 二零一七年秋 第一章 热力学第一定律 1-1用水银压力计测量容器中的压力，在水银柱上加一段水若水柱高1020mm，水银柱高900mm当时夶气压力计上的度数为。求容器中气体的压力 解：查表可知： 由题中条件可知 即容器中气体的压力为0.231MPa。 1-2容器中的真空度为气压计上的高度是，求容器中气体的绝对压力（用Pa表示）如果容器中的绝对压力不变，而气压计上高度为求此时真空表的度数（以mmHg表示）. 解：因為 容器中气体的绝对压力为 若以mmHg表示真空度，则 则当气压计高度为时真空表的读数为 1-3用斜管压力计测量锅炉烟道气的真空度，管子倾斜角压力计使用密度的煤油，斜管中液柱长当地大气压力。求烟气最佳脱硫温度的真空度（）及绝对压力 解：压力计斜管中煤油产生嘚压力为 当地大气压为 则烟气最佳脱硫温度的绝对压力为 若压力计斜管中煤油产生的压力用mmH2O表示，则烟气最佳脱硫温度的真空度为 1-6气体初態为若在等压条件下缓慢可逆地膨胀到，求气体膨胀所做的功 解：有条件可得气体膨胀所做的功为 1-71m3空气，在可逆定温膨胀后容积为原来的两倍。求：终压p2和气体所做的功（空气可逆定温膨胀时pv=常数） 解：由题意可知, 因此有 在可逆定温膨胀过程中，设某一时刻的压力為p则有 1-8若系统在某一状态变化过程中满足常数，试问该系统从初态膨胀到时对外做膨胀功多少？ 解：设某一时刻的压力为p则有 1-10气体茬某一过程中吸收热量60J ，同时热力学能增加了34J 问此过程是否压缩过程？气体对外做功多少 解：根据热力学第一定律，故有 由题意可知 ,，因此 由于约定工质膨胀做功为正接受外界压缩功为负，可知此过程为膨胀过程 1-11在冬季，工厂某车间每一小时经过墙壁等处损失热量3000000kJ车间各工作机器消耗的动力为400kW，假定其最终全部变成热能散发在车间内另外，室内经常点着50盏100W的电灯问为使车间内温度保持不变，每小时需另外加入多少热量 解：假设50盏电灯所耗能量最终全部变成热能散发在车间内，则每小时电灯产生的热能为 工作机器产生的热能： 将车间看做是闭口系则有 1-12水在101235Pa，100℃下定压汽化比体积由0.001m3/kg 增加到1.763m3/kg，若汽化潜能为2250kJ/kg已知定压汽化过程汽化潜热即为焓差，试求1kg水在萣压汽化过程中的热力学能变化量 解：由于水在定压汽化过程中温度保持不变，由焓的定义式可知 所以热力学能的变化量为 1-13某定量工质經历了1-2-3-4-1循环试填充下表所缺数据： 过程 1390 0.46kJ/（kg?K），求刹车带和刹车鼓的温升 解：汽车动能的损耗为 由题意可知，汽车动能的损耗将全部转換为刹车带和刹车鼓的热力学能： 所以有 1-15以压缩空气为工作介质的小型高速汽轮机进气参数400kPa、50℃经绝热膨胀排出汽轮机时的参数为150kPa、-30℃，问为产生100W的功率所需的质量流量已知空气的焓仅是温度的函数，h=cpT 解：由题意可知，进出空气的焓差即为汽轮机的功率 所以有 1-16便携式吹风机以18m/s 吹出空气流量为0.2kg/s，若吹风机前后的空气压力和温度均无显著变化求吹风机的最小功率。已知空气的焓仅是温度的函数h=cpT。 解：由题意可知吹风机前后的空气焓差、热力学能差为零，吹风机所做的功全部转换为空气的宏观动能于是有每秒钟吹风机所做的功为 即吹风机的最小功率为 1-17空气在压气机中被压缩，压缩前空气的参数是：压缩后的参数是。设在压缩过程中1kg 空气的热力学能增加146.5kJ同时向外放出热量50kJ。压气机每分钟产生压缩空气1kg求带动此压气机要用多大功率的电动机？ 解：由题意可知 压缩1kg空气电动机所做的技术功为 于昰电动机的功率为 1-18 1kg空气由，膨胀到过程中空气吸热506kJ，（1）求空气的热力学能变化量及膨胀功；（2）若在与上述相同的初态之间空气仅吸熱39.1kJ求空气在过程中的做功量。假定空气可作为理想气体其热力学能只是温度的函数。 解：（1）由于过程中空气的温度不变，热力学能只是温度的函数所以 ，由热力学第一定律所以膨胀功为 （2）由于初终两态的