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Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date工程热力学习题集工程热力学习题集第一章 基本概念及定义1、 确定与1bar压力相当的液柱高度，假定测压流体为酒精（其密度为 ）。2、如果气压计压力为83kPa，试完成以下计算：绝对压力为0.15Mpa时的表压力；真空计上读数为500mm水银柱时的气体的绝对压力； 绝对压力为0.5bar时相应的真空度（mbar）； 表压力为2.5bar时的绝对压力（kPa）。 3、 水银压力计测量容器中气体的压力时，为避免水银蒸发，在水银柱上加一段水，水柱高900mm，如图117所示。当时当地气压计上水银柱高度为Pb=755mm，求容器内气体的绝对压力为多少MPa和多少at？4、 测冷凝器中压力的真空计上水银柱高度为PV=600mm，气压计上水银柱的高度为Pb=755mm，求容器中气体的绝对压力为多少MPa和多少at？又若冷凝器内气体压力保持不变，而大气压力变化到Pb'=770mm水银柱，问此时真空表上的读数有变化吗？如果有，变为多少？5、锅炉烟道中的烟气压力常用上部开口的斜管测量，如图118所示。若已知斜管倾角，压力计中使用的煤油，斜管中液柱长度L=200mm，当地大气压力=0.1Mpa。求烟气的绝对压力（用Mpa及at表示）。解： 烟气的绝对压力 6、 容器被一刚性壁分s为两部分，在容器的不同部位安装有压力计，如图119所示。压力表B上的读数为75kPa，表C上的读数为0.11Mpa。如果大气压力为97kPa，试确定表A上的读数，及容器两部分内气体的绝对压力。7、上题中，若表C为真空计，读数为24kPa，表B读数为36kPa，试确定表A的读数（Mpa）。 8、 实验设备中空气流过管道，利用压差计测量孔板两边的压差。如果使用的是水银压差计，测得液柱高为300mm，水银 密度为图1-20），试确定孔板两边的压差。 9、气体盛在A,B两气缸内，用一个具有不同直径的活塞联在一起，如图1-21。活塞的质量为10kg，气体在缸A内的压力为，试计算气缸B解：通过活塞作用在气缸B内气体上的总力为 10、气体初态为，在压力为定值的条件下膨胀到，求气体膨胀作的功。11、某气缸内盛气体，缸内活塞自重2kgf，面积为，上方压有质量为m的重物。上述系统处于平衡时，测得缸内气体表压力为0.2Mpa，求活塞上重物的质量m。12、一个温度标尺，单位为“米制度”，用“”表示。在此温度标尺上选取水的冰点和汽点分别为100及1000。 （1）如果标尺是线性的，试导出该温度标尺的温度与相应的摄氏温标上的读数间的关系； （2）在此新的温标尺上，热力学温标的绝对零度所对应的读数为多少？13、一个新的温度标尺我们称之为热力学度（）这样定义：水的冰点和汽点分别取为10及210。（1）如果温度标尺是线性的，试导出该温度标尺的温度与相应的摄氏温标上的读数间的关系；（2）若此温标上的读数为0，则绝对温度为多少K？ 14、理想气体状态方程式为pv=RT，试导出：（1）定温下气体p,v间的关系； （2）定压下气体v,T间的关系； （3）定容下气体p,T间的关系。15、 把压送到容积为得贮气罐里，气罐内起始表压力，终了时的表压力，温度由增加到。试求被压入的的质量。当时当地大气压。解：充气前气罐内气体绝对压力充气后气体压力p2 CO2的充气常数充气后气体质量m2 压入气罐内气体质量第二章 热力学第一定律1、0.5 kg的气体，在气缸活塞机构中由初态=0.7Mpa、0.02，准静膨胀到。试确定在下列各过程中气体完成的功量及比功量： （1）定压过程；（2）常数。2、 为了确定高压下稠密气体的性质，取2kg气体在25MPa下从350K定压加热到370K。气体初终状态下的容积分别为0.03及0.035，加入气体的热量为700kJ，试确定初终状态下的内能之差。3、 气体在某一过程中吸入热最量12kcal，同时内能增加了20kcal，问此过程是膨胀过程还是压缩过程？对外交换的功量为多少？4、 1kg空气由1MPa、500 膨胀到0.IMPa、500 ，得到热量5O6kJ,作膨胀功506kJ。又，在同一初态及终态间作第二次膨胀，仅加入热量 39.1kJ，求：（1）第一次膨胀中空气内能增加多少？（2）第二次膨胀中空气内能增加多少？（3）第二次膨胀中空气作了多少功？解：取空气为闭系（1）第一次膨胀中空气内能的变化量（2）第二次膨胀中空气内能的变化量由于在同一储态及终态作第二次膨胀，而内能为整函数，故（3）第二次膨胀中空气作容积变化功W2 5、闭系中实施某过程，试填补表中空缺之数：6、其气体服从状态方程p(v-b)=RT。式中，R为气体常数，b为另一常数，且对于任何v存在0bv。（a）试导出每千克气体从初始容积膨胀到终态容积 所作准静功的表达式；（b）如果气体是理想气体，进行同样的过程所作的功是多些还是少些？7、如图 225所示，某封闭系统沿acb途径由状态a变化到状态b时,吸入热量 84kJ，对外作功32kJ。（1）若沿途径a一d-b变化时对外作功10kJ，求此时进入系统的热量。（2）当系统沿曲线途径从b返回到初始状态a时，外界对系统作功20kJ。求此时系统与外界交换热量的大小和方向。（3）、时，过程ad和 db中交换的热量又是多少？解：热量为负，说明系统向外界放热8、某蒸汽动力厂中，锅炉以40Xkgh的蒸汽供给汽轮机。汽轮机进口处压力表上读数为9MPa，蒸汽的比焓为3440kJkg，汽轮机出口处真空表上读数为730.6mm汞柱高，当时当地大气压是760mm汞柱，出口蒸汽的比焓为2245kJkg，汽轮机对环境放热6.85×kJh。（1）汽轮机进出口蒸汽的绝对压力各是多少? （2）若不计蒸汽进出口的宏观动能的差值和重力位能的差值，汽轮机的功率是多少千瓦？（3）若进出口处蒸汽的速度分别为70ms及140ms时，对汽轮机的功率影响多大？（4）如进出口的高度差为1.6m，问对汽轮机的功率有多大影响？9、 某冷凝器内的蒸汽压力为0.08at。蒸汽以100ms的速度进入冷凝器，其焓为 500kcalkg，蒸汽冷却为水后其焓为41.6kcalkg，流出冷凝器时的速度约为10S。同每千克蒸汽在冷凝器中放出的热量是多少kJ？10、某燃气轮机装置如图2.26所示。已知的燃料和空气的混合物在截面1处以20ms的速度进入燃烧室，并在定压下燃烧，使工质吸入热量q879kJkg。燃烧后燃气进入喷管，绝热膨胀到状态3，流速增到。此后燃气进入动叶，推动转轮回转作功。若燃气在动叶中的热力状态不变，最后离开燃气轮机的速度150ms，求：（1）燃气在喷管出口的流速；（2）每千克燃气在燃气轮机中所作的功；（3）燃气流量为5.23kg/s时，燃气轮机的功率（kw）。 解：（1）燃气流速取截面1至截面3的空间作热力系，忽略重力位能的差值，稳定流动能量方程为因Wnet0，故     （2）每千克燃气作功取截面3至截面4的空间作热力系。燃气的热力状态不变。稳定流动能量方程为 (3)燃气轮机功率N 11、流速为 500ms的高速空气流，突然受阻后停止流动。如滞止过程进村迅速，以致气流会受阻过程中与外界的热交换可以忽略不计。问在滞止过程中空气的焓变化了多少？12、某干管内气体的参数为某容积为0.53的绝热容器与干管间有阀门相联。容器内最初为真空，将阀门打开使容器充气。充气过程进行到容器内的压力为2MPa时为止。若该气体内能与温度的关系为u0.72T，T为绝对温度，求充气后容器内气体的温度。 解：选容器内的气体作热力系，显然为一开口系。充气过程中只有气体流入容器，没有气体流出。充气过程满足开口系能量方程。充气过程的个性条件为同时，忽略进入容器的气体动能和重力位能的变化，即能量方程简化为由于为干管中气体的焓hin假定为正值，则又min等于加入系统总质量，等于m2（充气后容器内气体的 质量）与m1（充气前容器内气体的质量）之差，最初容器为真空，m10，故上式可写作充气后气体温度T2=第三章 熵及热力学第二定律1、 某动力循环中，工作流体在平均温度400下得到热量3150kJ/kg，向温度为20的冷却水放出热量1950kJkg。如果流体没有其它的热交换，此循环满足克劳修斯不等式吗?2、 某制冷循环中，工质从温度为-73的冷源吸取热量 100kJ，并将热量220kJ传给温度为27的热源。此循环满足克劳修斯不等式吗?3、 两卡诺机A、B串联工作。A热机在627下得到热量，并对温度为T的热源放热。B热机从温度为T的热源吸收A热机排出的热量，并向27的冷源放热。在下述情况下计算温度T：（1）二热机输出功相等；（2）二热机效率相等。解：（1）当二热机输出功相等（）时，中间热源温度T 上式可写成 (2)当二热机的热效率相等（时，中间热源温度T' 4、 用卡诺热泵对某建筑物供热。室外温度为-8，建筑物维持27，每小时供热量为2×kJh。求：（1）从外界环境输入到建筑物中的热量；（2）要求输入的功率。5、 利用、表示图3-16 a、b所示两循环的效率比 ，并求趋于无限大时的极限值。若100OK，500K，求：二循环的效率。 解：卡诺循环A的热效率 循环B，其作功量 其热效率 二循环的效率比 当T1时，二循环效率比的极限值 6、 某热机循环中，工质从热源（2000K）得到热量，并将热量排至冷源（300K）。在下列条件下，试确定此热机循环是可逆、不可逆或不可能：（1）1000J， W900J；（2）2000J， 300J；（3）W1500J， 500J7、 用可逆热机驱动可逆制冷机。热机从热源吸热，向热源放热，而制冷机从冷藏库取热向热源放热，如图317 所示。试证明当大大高于时，制冷机从冷藏库吸取的热量与热源供给热机的热量。8、 将10Kg、50的水与60kg、90的水在绝热容器中混合，求混合后体系的熵增。已知水的比热容为 4.1868 kJ（kg·K）。9、 将 5kg、 0的冰，投入盛有25kg温度为 50的水的绝热容器中，求冰完全融化且与水的温度均匀一致时系统熵的变化。已如冰的融解热为 333kJ/kg，水的比热容为 4.1868kJ（kg·K）。10、 可逆卡诺循环1-2-3-4-1如图3-18所示。已知600，300，循环吸热量3000kJ，求：（1）循环作功量；（2）冷源吸热量及冷源熵增量；（3）如果由于不可逆使系统的熵增加0.2kJ/K，求冷源多吸收多少热？循环少作多少功？11、 闭系中某一过程的熵变化为25kJK，此过程中系统仅从热源（300K）得到热量6000kJ。问此过程是可逆、不可逆或不可能？12、 气体在气缸中被压缩，气体的内能变化为55.9kJkg，熵变化为0.293kJ（kg·K），输给气体的功为186kJ/kg。温度为20的环境可与气体发生热交换，试确定每压缩 1kg气体时的熵产。13、 两物体质量相等、比热容相同（都为常数），其中A物体初温为，B物体初温为。用它们作热源和冷源，使可逆机在其间工作，直至两物体温度相等时为止。（1）试证明平衡时的温度为（2）求可逆机作出的总功量；（3）如果两物体直接接触进行热交换，直至温度相等，求此时的平衡温度及两物体的总熵增。解：取A、B物体（质量相同，比热容相同）和可逆热机作绝热系。A物体（热源）放热后，温度由TA降至Tm,B物体（冷源）吸热后，由TB升高至Tm,可逆热机在A，B物体间工作，当二物体温度相等时，可逆热机停止工作，则有又 故 （2）可逆热机作出的总功量A物体由TA降至Tm'放出热量Q1 B物体由TB降至Tm'放出热量Q2 可逆热机作出的总功量W （3）如果A，B物体直接接触进行热交换，至温度相等，此时的平衡温度及两物体的总熵增。由热平衡式得 两物体组成系统的总熵增 14、 两个质量为m 、比热容为定值的相同物体处于同一温度。将两物体作为制冷机的冷、热源，使热从一物体移出并传给另一物体，结果一个物体温度连续下降，而另一物体连续上升。证明：当被冷却的物体温度降到（时所需的最小功为。证：设冷源被移出热量后，温度由T1降至Tf，热源吸收热量后，温度由T1增至Tx冷源移出的热量 Q冷mc（T1-Tf）热源吸收的热量 Q热mc (Tx-T1)可逆制冷机消耗功量 Wmin= Q热Q冷mc(Tx-T1)mc(T1Tf) =mc(Tx+Tf-2T1)热源，冷源和可逆制冷机组成的绝热系，有 即15、 热力系从温度为的高温热源吸热 Q，问系统得到多少可用能？若吸热过程为在有限温差下进行的不可逆过程，吸热时热力系温度为（吸入同样的热量Q,这时系统得到的可用能又是多少？二者之差与过程的不可逆性有何关系？环境温度为。16、 将汽轮机视为一开口绝热系。已知进、出口状态1、2下的各参数，求此绝热系在12过程中所能完成的最大功量。17、 在上题中，若汽轮机在工作过程中由于气流摩擦而产生熵增此时作功量减少多少？18、 求节流过程中工质火用的变化。第四章 热力学一般关系1、已知vf（p，v），证明循环关系式2、试证范德瓦尔气体（l） （2）（3）（4）Cv只是温度的函数。（5）定温过程的焓差为（6）定温过程的熵差为（7）可逆定温过程的膨胀功为（8）可逆定温过程的热量为（9）绝热膨胀功为（10）绝热自由膨胀时3、某气体的状态方程为，式中的C为常数。试求：（1）经图示循环1B2A1后系统热力学能的变化，及与外界交换的功量和热量。已知且比热容为常数（2）此气体的焦耳汤姆孙系数。4、假定某气体的等压体积膨胀系数为，等温压缩率，其中a、b都是常数。导出这种气体的状态方程。5、0.5kgCH4在0.005立方米的容器内的温度为100。试用：（1）理想气体状态方程式；（2）范德瓦尔方程分别计算其压力。6、试用通用压缩因子图确定O2在160K与0.0074 立方米/kg时的压力。已知Tc=154.6K，pc=5050kPa。7、理想气体状态方程、范德瓦尔方程、维里方程、对比态方程、通用压缩因子图各有什么特点，有何区别，各适用于什么范围？8、如何理解本章所导出的微分方程式为热力学一般关系式。这些一般关系式在研究工质的热力性质时有何用处？第五章 气体的热力学性质1、某锅炉需要供应的空气量为66000 /h/（标准状况）。这些空气的表压力读数为250mm水柱，被预热到350。求热风道中的实际容积流量（当时当地大气压力读数为750mm汞柱）。 2、空气压缩机每分钟自大气吸取温度为15 压力为 01MPa的空气队0.3，压缩后充入容积为2的贮气罐内。设开始时罐内空气的温度和压力也是15和 01MPa，求要多少时间压气机可将罐内的压力提高到1. 4MPa。设充气后罐内空气温度为 60。3、已知理想气体的定压比热容为a bT，其中a、b为常数。试导出其内能、焓和熵的变化量的计算式。解：理想气体定压比热容与定容比热容之间的关系为 理想气体内能，焓熵变化量 代入（a,b,R为常数） 4、已知理想气体的定容比热容为abT。其中 a、b为常数。试导出其内能、焓和熵的变化量的计算式。5、 将1kg的由=30加热到40，试分别用定值比热容（由附录表II查取）和平均比热容（由附录表IV查取）计算其内能和焓的变化量。如果加热过程中未完成技术功,问加入的热量为多少？如果过程中未完成膨胀功，加入的热量又为多少？6、 01kmol的由120定容地加热到800，分别用定值比热容和平均比热容计算其内能和焓的变化量及加入的热量。7、 某锅炉的空气预热器将空气由20加热到250，空气流量为60000h(标准状况下)，试用定值比热容和平均比热容计算每小时加给空气的热量。8、 1kg的由08MPa、900膨胀到012MPa、600按照理想气体性质：（1）用定值比热容计算其内能、焓和熵的变化量，如果膨胀中未与外界交换热量，求作出多少技术功；（2）用比热容函数式计算以上各量。9、 1kg空气由07MPa、850绝热膨胀到400，试按理想气体性质计算其内能和焓的变化量，以及完成的技术功。如过程是定熵的，求膨胀终点压力（用定值比热容计算）。10、将1kmol氧气由=0.1MPa、=25压缩到=6MPa、250，按理想气体性质计算其内能、焓和熵的变化量。如压缩过程消耗的技术功量为20000kJ/kmol，求过程中放出的热量（用比热容函数式计算）。11、两股压力相同的空气流，温度分别为至10和400，在定压下混合力 80的空气。若空气与外界无热交换，试求混合前冷、热空气的质量流量比和容积流量比（用平均比热容计算）。12、两股压力相同的空气流。一股温度400，流量为120kg/h；另一股150，21Okg/h。两股混合为相同压力的混合气流。若混合过程是绝热的，求：（1）混合气流的温度；（2）混合过程空气的熵将增大还是减小，还是不变；（3）计算熵变化量（用定值比热容计算）。 13、容积为 0.35的氮气瓶中，原来压力为 17MPa，温度为20。由于漏泄，压力降至8MPa，温度未变。用理想气体状态方程计算漏掉了多少氢气，再用通用压缩性系数对计算结果进行修正。14、欲将0.5kmol的氮气在温度为300K的情况下充人容积为0.7的容器中，试分别用理想气体状态方程、通用压缩因子图和范德瓦尔斯方程计算容器内将承受的压力。15、在273K的环境中，将空气由0.8MPa、1200K变化到02MPa、 300K，最多能完成多少有用功？16、 用ds方程导出Ts。图上定容线及定压线的斜率，并判断过同一状态点时哪条线较陡？17、 证明 ph图上定熵线的斜率为。18、 将下列偏导数用可测参数 及热系数表达：19、 证明：；。证明：(1) （2） 20、 证明： 。21、 （1）对手均匀物质，导出pT图上定熵线的斜率表达式；（2）取某单原子理想气体的定压比热容cp02.5R，问在pT图上过同一状态点的定熵线与定容线斜率的比值是多少？22、 对于处于0的水银，测得其计算其定容比热容，及比热容比k。23、 钢在500K时。（1）确定比热容差的值，并用J（mol·K）表示；（2）在这个温度下钢的26.15 J(mol·K)，如果不区别与的数值会造成多大的误差？24、 对于遵循状态方程（C为常数）的物质，试导出及的表达式。25、 水经定熵过程由p00.1MPa升压至p100MPa，试计算初始温度分别为0、5、50时水的温度变化。在上述初始温度下分别采用如下数据，并视它们为定值。26、 对于一些物质，在一定参数范围内状态方程式（其中R为气体常数，C亦为常数）具有相当高的精确性。在该方程适用范围内，当压力为P物质的定压比热容为ABT，其中A、B为常数。试求出定压比热容与温度、压力的关系（T，p）的表达式。27、 对于定温过程，试说明根据范德瓦尔斯状态方程可得出下列关系：28、 在中等压力下，气体的状态方程可以写成式中：R是气体常数；B、C仅是温度的函数。证明：（1）（2）时，有。第六章 蒸汽的热力性质1、 在饱和水蒸气性质表（附录表V）上查出温度 t=100时饱和水及饱和水蒸气的各参数，计算饱和水及饱和水蒸气的化学势，并说明它们满足相平衡条件。如上，再分别对t=200及p=Pa时进行计算和说明。2、 在饱和氨蒸气表（附表VII）及饱和氟里昂-12蒸气表（附表VIII）上各选取两点重作习题61的计算和说明。3、 水三相点的温度273.16K、压力611.2Pa，汽化潜热2501.3kJkg。如忽略潜热的变化，试按蒸汽压方程计算10时的饱和蒸汽压，并与表上数据相比较。4、 按饱和水及蒸汽性质表上数据，用克劳修斯克拉贝龙方程计算汽化线在150时的斜率。5、 一个物理大气压下，水和冰在0时处于平衡，此时，熔解潜热6019.5Jmol，水的摩尔容积=0.018 kmol，冰的摩尔容积0.0197 kmol。试计算该点熔解线的斜率。6、 水的三相点上，汽化潜热2501.3kJ/kg，升华潜热，2833.47kJ/kg，求熔解潜热是多少？7、 在二氧化碳的三相点上，T=216.55K，p=0.518MPa，固态比容0.661/kg，液态比容=0.849/kg,气态比容72.2/kg，升华潜热542.76kJkg，汽化潜热=347.85kJkg。试计算：（1）在三相点上升华线、熔解线和汽化线的斜率各为多少？（2） 蒸气压方程估算t=-80时的饱和蒸气压力（查表数据为00602MPa）；（3） 算t=-40时的饱和蒸气压力（查表数据为1.005MPa）。8、利用水蒸汽表判定下列各点的状态，并确定其h、s或x的值： （1）=20MPa、=300"C； （2）=9MPa、0017 kg； （3）=45MPa、=450"C； （4）=1MPa、 x=0 9。解：（1）P1=20Mpa,t1=300<tm=365.71 （2）为湿蒸汽h'=1364.2kJ/kg h"=2741.8kJ/kgs'=3.2875kJ/(kg。K)h=xh"+(1-x)h'=0.818×2741.8（10.818）×1364.2 =2491kJ/kgs=xs"+(1-x)s'=0.818×5.6773（1-0.818）×3.2875 =5.2423kJ(kg。K) (3)Pa=4.5Mpa t1=450>tm=257.41 为过热蒸汽 (4)p4=1Mpa x=0.9 为湿蒸汽9、利用水蒸气的hs图确定上述各状态点的参数h、s或s的值，并与查表所得结果相对照。10、已知水蒸气的压力为0.5MPa，比容v0.35kg，问它的状态是否是过热蒸汽？如果不是，那么是干饱和蒸汽还是湿蒸汽，并用水蒸气表求出其它参数。11、某锅炉生产量为 10th，蒸汽的压力2MPa，温度。设锅炉给水温度t40，锅炉效率为78，每千克煤燃烧时的发热量为28000kJkg。问此锅炉每小时的煤耗量是多少？（锅炉效率为蒸汽总吸热量与燃料总发热量之比值。）12、蒸汽干度计测定蒸汽干度时，将绝对压力为1MPa的湿蒸汽向大气节流，节流后测得其温度为 120。求湿蒸汽原有的干度（若大气压力为0.09MPa）并将初、终状态表示在h-s图上。13、 压力的蒸汽进入汽轮机，可逆绝热膨胀至（绝对压力）。利用 hs图求终态的等参数值，并求出每1千克蒸汽在汽轮机中所作的功。又若考虑汽轮机膨胀过程的不可逆性，并已知不可逆熵产为0.25kJ（kg·K）；求此时每千克蒸汽在汽轮机中所完成的功量，及汽轮机的相对内效率。14、 水房烧开水用、的蒸汽与0.095MPa的水混合，试问欲得千克开水，需要多少蒸汽和水？15、 汽轮机的乏汽在真空度为0.094MPa，xO.90的状态下进入冷凝器，被定压冷却凝结为饱和水。试计算乏汽凝结为水时体积缩小的倍数，并求每千克乏汽在冷凝器中所放出的热量。已知大气压力为0.1MPa。16、 1千克压力、温度300的水蒸气，定温压缩至原来容积的1/3。试确定蒸汽的终状态、压缩所消耗的功及放出的热量，并在pv、Ts及hs图上将此过程表示出来。17、轮机中，蒸汽初态为=2.9MPa、350。若经可逆绝热膨胀至0.006MPa，蒸汽流量为3.4kgs，求汽轮机的理想功率为多少千瓦？18、已知汽轮机喷管进口蒸汽参数为3.5MPa、450，出口压力20bar，求喷管出口流速（将初速视为零）。第七章 理想气体混合物及湿空气1、 理想气体混合物的摩尔成分为：0.40，=0.10,=0.10,0.40。求混合物的摩尔质量、气体常数和质量成分。2、 理想气体混合物的质量成分为：=0.85,0.13，=0.02求混合物的气体常数、摩尔质量和摩尔成分。3、 锅炉烟气容积成分为：0.12,=0.08，其余为。当其进入一段受热面时温度为1200，流出时温度为800烟气压力保持P=Pa不变。求：（1） 烟气进、出受热面时的摩尔容积；（2） 经过受热面前后每千摩尔烟气的内能和焓的变化量；（3） 烟气对受热面放出的热量（用平均比热容计算）。4、 烟气容积成分为0.11，0.07，0.82，而温度为800为将其应用于干燥设备，先将其与压力相同、温度为20的空气混合成500的混合气。求1千摩尔烟气应与多少空气混合，以及混合后混合气体的容积成分（用平均比热容计算。空气成分为0·79，0.21）。5、 有三股压力相等的气流在定压下绝热混合。第一股是氧气，300，流量115kgh；第二股是二氧化碳200，200kg/h；第三股是氮气，400。混合后气流温度为 275。试求：（1）每小时的氮气流量（用平均比热容计算）；（2） 每小时的混合熵产（用定值比热容计算）。6、一个绝热刚性容器，起初分为两部分。一部分盛有2kg氮气，压力为0.2MPa，温度为30；另一部分盛有1.5kg二氧化碳，压力为0.5MPa，温度为100。取掉隔板后两种气体混合。求：（1）混合后的温度和压力；（2） 混合过程引起的熵增（用定值比热容计算）。 7、温度=1000，摩尔成分为=0.25、=0.15的燃气，与温度入=3O0，摩尔成分为0.79、0.21的空气绝热混合。混合后温度800。燃气、空气和混合产物的压力相同。计算：（1）燃气和空气的混合比例；（2） 对应于1kmol混合产物，混合过程的熵增量（用定值比热容计算）。 12、 氮气和氨气的混合物，若处于状态300K、0.1MPa和处于状态560K、0.7MPa时混合物的摘相等，试确定混合物的摩尔成份。13、 氮气和二氧化碳的混合气体，在温度为40压力为0.5MPa时比容为0.166m/kg,求混合气体的质量成分。10、某容器底部盛有少量水，气空间容积为0.05，抽空后密闭。在温度为30时测得容积内压力为 5000Pa，计算容器内尚残存多少空气。11、湿空气温度为30，压力为Pa，露点温度为22，计算其相对湿度和含湿量。12、室内空气的压力和温度分别为0.1MPa和 25，相对湿度为60。求水蒸气分压力、露点温度和合湿量。13、压力为标准大气压、温度为35从相对湿度为70的空气，进入冷却设备中冷却，离开冷却设备时成为25下的饱和空气。若干空气流量为100kgmin，求湿空气每分钟在冷却设备中排出的水分和放出的热量。14、气调节设备中，将30075的湿空气先冷却去湿到15，然后再加热到乌。苦于空气流量为500kgmin，试计算：调节后空气的相对湿度；在冷却器中空气放出的热量和凝结水量；加热器中加入的热量。15、氟里昂12和氮的混合物，在定容下从 90、07MPa被冷却到28时氟里昂开始凝结。试问原来混合物的组分是多少？16、将20、30的空气，先加热到50，然后送入干燥箱干燥物体，干燥箱出口的空气温度为35。试计算从被干燥的物体中吸收1kg水分时所需的干空气量和加热量。17、在稳定绝热流动过程中，两股空气流相混合。一股12 0.2、流量25kg/min;另一股250.8、40kgmin。如所处压力均为0.1MPa，求混合后空气的相对湿度、温度和含湿量。18、冷却塔将水从38冷至23，水流量为kg/h 。从塔底进入的空气的温度为15，相对湿度为50，塔顶排出的是30的饱和空气。求需要送人的空气流量和蒸发的水量。若欲将热水冷却到进口空气的湿球温度,而其它参数不变,则送入的空气的流量又为多少。19、大气的温度和相对湿度分别为、70%。室内要求供应、50%的空气，供给量为 。试选择一个空调方案并计算之。第八章 理想气体的热力过程1、 一个容积为0.02 的封闭容器中，盛有温度18压力为0.3MPa的一氧化碳。问在加入30KJ的热量后，其压力及温度将上升至多少？2、 2在一直径为5cm的气缸中，有温度为18、压力为以0.2MPa的气体0.2 。气缸中的活塞承受一定的重量，且假设活塞移动时没有摩擦。当温度上升到200时，问活塞上升多少距离？气体对外作了多少功？3、 用于高炉的冷空气，温度为30，以每小时3500（标准状态）通过直径为500mm的管道而送入预热器。在压力P830mm汞柱下被加热到800，然后此热风再经热风管道而进入高炉。假设热风管道中的风速和冷风管道中一样，试问每小时消耗的热量及热风管道的直径（单位时间的容积流量面积×速度），以定比热容和按平均比热容表计算之。4、 柴油机的气缸吸入温度60的空气0.0025，0.1MPa。由于绝热压缩的结果，空气的温度高于燃料的着火温度。今要求压缩终了的温度为720，问空气应被压缩到多大的容积，压力为多高？5、 活塞式压气机中，氮气的初态为0.15MPa、27。今压缩2kg氮气使其容积为原来的1/4，若一次压缩是在定温下进行，另一次在绝热下进行，求此两种压缩过程的终态参数。过程中的热量和功量，以及过程中内能、焓、熵的变化，并将过程画在pp及Ts图上，且比较何种压缩耗功较多。6、 容积为0.4的钢瓶盛有氧气，初状态为15MPa、20由于气焊消耗了部分氧气，留在瓶内的氧气相当于从初压绝热膨胀到7.5MPa。问共用去了多少千克氧气，瓶内氧气的温度为多少度？设钢瓶为刚体，其容积不发生变化。若瓶内氧气从周围环境吸热，其温度又重新等于20，问此时瓶内的压力为多少？7、 如图 911所示，1kg空气从初态0.198MPa、300定温膨胀到1.68kg。随后将空气定压压缩，再在定容下加热，使它重新回到原来的状态。试求出各特性点1、2、3的状态参数和每一过程中内能、焓、熵的变化量，并画出Ts图。8、 2kg的气体按多变过程膨胀到原有容积的3倍，温度从 300下降到60。膨胀过程中膨胀功为100kJ，自外界吸热20kJ。求气体的和各是多少？9、 试证明定比热容理想气体在T-S图（图912）上任意两条定压线（或定容线）之间的水平距离相等，即线段1234。 证：10、试证明定比热容理想气体在TS图（图913）上任意两条定压线（或定容线）之间，线段。11、试在p-v图及Ts图上将满足下列要求的多变过程表示出来（先画四个基本过程），并指出n值的范围：（1）工质放热、膨胀；（2）工质膨胀、升压；（3）工质吸热、压缩、升温；（4）工质放热、压缩、升温；（5）工质放热、降温、升压；（6）工质压缩、降温、降压。解： （1）工质放热膨胀 01 k<n<(2)工质膨胀升压 02 <n<0(3)工质吸热压缩升温 03 k<n<(4)工质放热压缩升温 04 1<n<k(5)工质放热降温升压 05 0<n<1(6)工质压缩降温降压 05 - <n<012、在一个有阀门的容器中，气体压力为（比大气环境压力稍高），温度与环境温度相同。将阀门打开放出部分气体，当容器内压力迅速降低到与大气压力相等时，立即关闭阀门（此过程可视作可逆绝热过程）。等到容器内气体的温度再与外界环境温度相同时（气体从环境中吸热），测出容器内的压力为 。试证明气体的比热容比为。13、某气体在定压下从初温40加热到750，并作了容积变化功184.6kJ/kg。设比热容为定值，论确定该气体的R，并求其内能的变化、吸热量和熵的变化。14、图9-17所示的装置中，气缸及活塞均由绝热材料制成。活塞两侧空间各盛有1kg空气，初始温度与压力均为27及0.1MPa。今对左方（图中 A）气体缓慢加热（如电加热），使左方气体缓慢膨胀，推动活塞压缩右方（图中 B）气体，直至右方气体压力升高到0.2MPa。活塞与气缸间的摩擦忽略不计。试求：（1）过程终了时左右两方气体的温度； （2）过程终了时左右两方气体的温度； （3）过程中右方气体接受的功量； （4）将两方气体所进行的过程在pv 图及T-s图上大致 地表示出来。第九章 气体与蒸汽的流动1、填空题（1）空气在稳定工况下流经喷管，空气的_转变成_，空气的压力_，流速_，温度_。（2）空气流经阀门，其焓变化_；压力变化_；熵变化_；温度变化_。（填大于零、小于零或等于零）（3）焦汤系数_。当其大于0时，节流后温度将_。（4）插入高速流动工质中的温度计，测出的温度值一般_工质的实际温度。（5）两股空气流，其参数如图所示。合流过程是绝热的，忽略动能、位能的变化，试用已知参数表示会流后的温度_（Cp为定值）（6）渐缩喷管工作在初压P1和极低背压Pb之间，初速略去不计。若喷管出口部分切去一小段，如图所示。则工质的出口流速_，流量_（填变大，变小或不变）2、简答题（1）在给定的定熵流动中，流道各截面的滞止参数是否相同，为什么？（2）渐缩喷管内的流动情况，