2022年清华大学工程热力学习题课.pdf

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1、清华大学工程热力学习题课工程热力学课程习题第一章1-1 试将 1 物理大气压表示为下列液体的液柱高(mm),(1) 水,(2) 酒精,(3) 液态钠。它们的密度分别为1000kg/m3,789kg/m3与 860kg/m3。1-4 人们假定大气环境的空气压力与密度之间的关系就是p=c1、4,c 为常数。在海平面上空气的压力与密度分别为1、013 105Pa与 1、177kg/m3,如果在某山顶上测得大气压为 5 104Pa。试求山的高度为多少。重力加速度为常量,即 g=9、81m/s2。1-7 如图 1-15 所示的一圆筒容器 ,表 A 的读数为 360kPa,表 B 读数为 170kPa,

2、表示室压力高于室的压力。 大气压力为 760mmHg。试求(1) 真空室以及室与室的绝对压力;(2) 表 C 的读数 ;(3) 圆筒顶面所受的作用力。图 1-15 1-8 若某温标的冰点为 20,沸点为75,试导出这种温标与摄氏度温标的关系 (一般为线性关系 )。1-10 若用 摄氏 温度计与华氏温度计测量同一个物体的温度。 有人认为这两种温度计的读数不可能出现数值相同的情况,对不？若可能 ,读数相同的温度应就是多少？1-14 一系统发生状态变化 ,压力随容积的变化关系为pV1、3=常数。若系统初态压力为 600kPa,容积为 0、3m3,试问系统容积膨胀至0、5m3时,对外作了多少膨胀功。1

3、-15 气球直径为 0、3m,球内充满压力为 150kPa的空气。由于加热 ,气球直径可逆地增大到 0、4m,并且空气压力正比于气球直径而变化。试求该过程空气对外作功量。1-16 1kg气体经历如图 1-16所示的循环 ,A到 B 为直线变化过程 ,B到 C 为定容过程 ,C到 A 为定压过程。试求循环的净功量。如果循环为A-C-B-A 则净功量有何变化？图 1-16 第二章2-2 水在 760mmHg下定压汽化 ,温度为 100,比容从 0、001m3/kg 增加到 1、1763m3/kg, 汽 化 潜 热 为2250kJ/kg。试求工质在汽化期间(1) 内能的变化;(2) 焓的变化。2-3

4、 定量工质 ,经历了一个由四个过程组成的循环,试填充下表中所缺的数据,并写出根据。过程Q/ kJ W/ kJ U/ kJ 12 0 1390 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 清华大学工程热力学习题课23 0 395 34 01000 41 0 2-5 1kg 空气由 p1=1、0MPa,t1=500膨胀到 p1=0、1MPa,t1=500,得到的热量 506kJ,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3

5、9、1kJ。求:(1) 第一次膨胀中空气内能增加多少？(2) 第二次膨胀中空气作了多少功？(3) 第二次膨胀中空气内能增加多少？2-6 图 2-10所示的气缸内充以空气。 气缸截面积为 100cm2,活塞距底面高度为10cm,活塞及其上负载的总质量为195kg,当地大气压为 771mmHg,环境温度 t0=27,气缸内气体恰与外界处于热力平衡。 倘使把活塞上的负载取去100kg,活塞将突然上升 ,最后重新达到热力平衡。设活塞与气缸壁之间无摩擦,气体可通过气缸壁充分与外界换热,求活塞上升的距离与气体的换热量。图 2-10 2-7 上题中若气缸壁与活塞都就是绝热的,但两者之间不存在摩擦 ,此时活塞

6、上升距离如何？气体的最终状态又如何？已 知 u=cvT, 空 气 的cv=0、71kJ/(kg K)。2-12 1m3容器内的空气 ,压力为 p0,温度为 T0。 高压管路 ( p, T )与之相通 ,使容器内压力达到 p 时关上阀门。设高压管路、阀门与容器均绝热 ,但有一冷却水管通过容器。 若欲在充气过程中始终维持容器中的空气保持 T0,则需向冷却水放出的热量为Q,求 Q。已知空气的 R,cp与 cv。2-13 一台锅炉给水泵 ,将冷水压力由p1=6kPa 升高至 p2=2、0MPa,若冷凝水 (水泵进口)流量为 2 105kg/h,水密度 H2O=1000kg/m3。假定水泵效率为 0、8

7、8,问带动此水泵至少要多大功率的电机。2-14 一燃气轮机装置如图2-11 所示。空气由1 进入压气机升压后至2,然后进入回热器,吸收从燃气轮机排出的废气中的一部分热量后,经 3 进入燃烧室。在燃烧室中与油泵送来的油混合并燃烧 ,产生的热量使燃气温度升高,经 4 进入燃气轮机 (透平)作功。 排出的废气由 5 送入回热器 ,最后由 6 排至大气。 其中压气机、 油泵、发电机均由燃气轮机带动。(1) 试建立整个系统的能量平衡式;(2)若空气质量流量1m =50t/h,进口焓 h1=12kJ/kg,燃油流量7m =700kg/h,燃油进 口焓h7=42kJ/kg,油 发热量q=41800kJ/kg

8、,排出废气 焓h6=418kJ/kg,求发电机发出的功率。图 2-11 2-15 某电厂一台国产50000kW 汽轮机发电机组 ,锅炉蒸汽量为 220t/h,汽轮机进口处压力表上的读数为 10、0MPa,温度为 540。汽轮机精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 清华大学工程热力学习题课出口处真空表的读数为715、8mmHg。当时当地的大气压为760mmHg,汽轮机进、出口的蒸汽焓各为 3483、 4kJ/kg 与 2386、 5kJ

9、/kg。 试求:(1) 汽轮机发出的轴功率为多少千瓦？(2) 若考虑到汽轮机进口处蒸汽速度为70m/s,出口处速度为140m/s,则对汽轮机功率的计算有多大影响？ (3) 如已知凝汽器出口的凝结水的焓为146、54kJ/kg,而 1kg 冷却水带走 41、87kJ 的热量 ,则每小时需多少吨冷却水？就是蒸汽量的几倍？2-16 空气在某压气机中被压缩,压缩前空气的参数为p1=0、1MPa,v1=0、845m3/kg;压缩后为 p2=0、8MPa,v1=0、175m3/kg,若在压缩过程中每千克空气的内能增加146、5kJ,同时向外界放出热量50kJ;压气机每分钟生产压缩空气10kg。 试求:(1

10、) 压缩过程中对 1kg空气所作的压缩功 ;(2) 每产生 1kg 压缩空气所需的轴功 ;(3) 带动此压气机所需功率至少要多少千瓦？2-18 某燃气轮机装置如图2-12所示。已知压气机进口处空气的焓h1=290kJ/kg,经压缩后,空气升温使比焓增为h2=580kJ/kg,在截面 2 处与燃料混合 ,以 c2=20m/s 的速度进入燃烧室 ,在定压下燃烧 ,使工质吸入热量q=670kJ/kg。燃烧后燃气经喷管绝热膨胀到状态3,3h=800kJ/kg,流速增至3c,燃气再进入动叶片 ,推动转轮回转作功。若燃气在动叶中热力状态不变 ,最后离开燃气轮机速度为c4=100m/s。求: (1) 若空气

11、流量为 100kg/s,压气机消耗的功率为多少？(2) 若燃料发热量 q=43960kJ/kg,燃料耗量为多少？(3) 燃气在喷管出口处的流速3c就是多少？(4) 燃气透平 (34过程)的功率为多少？(5) 燃气轮机装置的总功率为多少？图 2-12 第三章3-1 容量为 0、027m3的刚性储气筒 ,装有 7 105Pa,20 的空气 ,筒上装有一排气阀 ,压力达到 8、75 105Pa时就开启 ,压力降为 8、4 105Pa时才关闭。若由于外界加热的原因造成阀门的开启 ,问:(1) 当阀门开启时 ,筒内温度为多少？ (2) 因加热而失掉多少空气？设筒内空气温度在排气过程中保持不变。3-2 压

12、气机在大气压力为1 105Pa,温度为 20时,每分钟吸入空气为3m3。如经此压气机压缩后的空气送入容积为8m3的储气筒 ,问需若干时间才能使筒内压力升高到7、8456 105Pa,设筒内空气的初温、 初压与压气机的吸气状态相同。筒内空气温度在空气压入前后并无变化。3-93kg 空气,p1=1、0MPa,T1=900K,绝热膨胀到p2=0、1MPa,试按气体热力性质表计算:(1) 终态参数 v2与 T2;(2) 膨胀功与技术功 ;(3) 内能与焓的变化。3-10 某理想气体 (其 M 已知)由已知的 p1,T1定熵压缩到 p2,又由定温压缩到同一个p2,精品资料 - - - 欢迎下载 - -

13、- - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 清华大学工程热力学习题课这两个终态的熵差 s也已知 ,求 p2。3-11 图 3-11 所示的两室 ,由活塞隔开。 开始时两室的体积均为0、1m3,分别储有空气与 H2,压力各为 0、 9807 105Pa,温度各为 15,若对空气侧壁加热 ,直到两室内气体压力升高到 1、9614 105Pa为止,求空气终温及外界加入的Q,已知 cv,a=715、94J/(kg K),kH2=1、41,活塞不导热 ,且与气缸间无摩擦。图 3-11 3-

14、12 6kg 空气由初态p1=0、3MPa、t1=30,经下列不同过 程 膨 胀 到 同 一 终 态p2=0 、 1MPa:(1) 定 温 ;(2) 定熵;(3)n=1、2。试比较不同过程中空气对外作功,交换的热量与终温。3-13 一氧气瓶容量为0、04m3,内盛 p1=147、1 105Pa的氧气 ,其温度与室温相同,即 t1=t0=20,求:(1) 如开启阀门 ,使压力迅速下降到p2=73、55 105Pa,求此时氧的温度T2与所放出的氧的质量 m;(2) 阀门关闭后 ,瓶内氧的温度与压力将怎样变化 ;(3) 如放气极为缓慢 ,以致瓶内气体与外界随时处于热平衡。当压力也自147、1 105

15、Pa降到 73、55 105Pa时,所放出的氧较 (1)为多还就是少？3-14 2kg 某种理想气体按可逆多变过程膨胀到原有体积的三倍,温度从300降到60,膨胀期间作膨胀功418、68kJ,吸热 83、736kJ,求 cp与 cv。3-16 试证理想气体在 T-s图上任意两条定压线 (或定容线 )之间的水平距离相等。3-17 空 气 为 p1=1 105Pa,t1=50,V1=0、032m3,进 入压 气 机 按 多 变过 程 压 缩至p2=32 105Pa,V2=0、0021m3,试求 :(1)多变指数 ;(2)所需压缩功 (轴功 );(3)压缩终了空气温度;(4)压缩过程中传出的热量。3

16、-19 压气机中气体压缩后的温度不宜过高,取极限值为150,吸入空气的压力与温度为 p1=0、1MPa,t1=20,求在单级压气机中压缩250m3/h 空气可能达到的最高压力。 若压气机缸套中流过 465kg/h的冷却水 ,在气缸套中水温升高14,再求压气机必需的功率。3-20 实验室需要压力为6、0MPa 的压缩空气 ,应采用一级压缩还就是两级压缩？若采用两级压缩 ,最佳中间压力应等于多少？设大气压力为0、 1MPa,大气温度为 20,n=1、25,采用间冷器将压缩空气冷却到初温,试计算压缩终了空气的温度。3-21 三台压气机的余隙比均为0、06,进气状态均为 0、1MPa,27,出口压力均

17、为 0、5MPa,但压缩过程的指数分别为n1=1、4,n=1、25,n=1,试求各压气机的容积热效率(设膨胀过程与压缩过程的多边指数相同)。第四章4-1 试用热力学第二定律证明 ,在 p-v 图上,两条可逆绝热线不可能相交。4-2 (1) 可逆机从热源 T1吸热 Q1,在热源 T1与环境 (温度为 T0)之间工作 ,能作出多少功？精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 清华大学工程热力学习题课(2) 根据卡诺定理降低冷源温度可以提高热效

18、率,有人设想用一可逆制冷机造成一个冷源 T2(T2T0),另可逆热机在 T1与 T2间工作 ,您认为此法就是否有效？为什么？4-3 温度为 T1,T2的两个热源间有两个卡诺机A 与 B 串联工作 (即中间热源接受 A 机的放热同时向B 机供给等量热 )。试证这种串联工作的卡诺热机总效率与工作于同一T1,T2热源间的单个卡诺机效率相同。4-4 如图 4-26 所示的循环 ,试判断下列情况哪些就是可逆的？哪些就是不可逆的？哪些就是不可能的 ? 图 4-26 a、 QL=1000kJ,W=250kJ b、 QL=2000kJ,QH=2400kJ c、 QH=3000kJ,W=250kJ 4-5 试判

19、断如图4-27 所示的可逆循环中Q3的大小与方向、 Q2的方向及循环净功W的大小与方向。4-6 若封闭系统经历一过程,熵增为25kJ/K,从 300K的恒温热源吸热 8000kJ,此过程可逆？不可逆？还就是不可能？4-8 空气在轴流压气机中被绝热压缩,增压比为4、2,初、终态温度分别为20与200,求空气在压缩过程中熵的变化。4-10 将 5kg 0的冰投入盛有25kg 温度为 50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的熵的变化。已知冰的融解热为333kJ/kg 。4-11 在有活塞的气缸装置中 , 将 1kmol 理想气体在 400K下从 100kPa缓慢地定温压缩到

20、1000kPa,计算下列三种情况下 , 此过程的气体熵变、热源熵变及总熵变: a、 若过程中无摩擦损耗 , 而热源的温度也为400K; b、 过程中无摩擦损耗 , 热源温度为 300K; c. 过程中有摩擦损耗 , 比可逆压缩多消耗20% 的功, 热源温度为 300K 。4-13 一个绝热容器被一导热的活塞分隔成两部分。初始时活塞被销钉固定在容器的中部,左、 右两部分容积均为 V1=V2=0、 001m3,空气温度均为 300K,左边压力为 p1=2 105Pa,右边压力为p2=1 105Pa。突然拔除销钉 ,最后达到新的平衡 ,试求左、右两部分容积及整个容器内空气的熵变。4-15 如图 4-

21、30 所示,两股空气在绝热流动中混合,求标准状态下的 V3(m3/min),t3及最大可能达到的压力p3(MPa)。图 4-30 4-18 用家 用电 冰箱将1kg25的水制成0的冰 ,试问需要的最少电费应就是多少？已知 水的c=75 、57J/(mol K); 冰 0时的熔解热为 6013、 5J/mol;电费为 0、16 元/(kW h);精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 清华大学工程热力学习题课室温为 25。4-20 压气机

22、空气进口温度为17,压力为 1 105Pa, 经历不可逆绝热压缩后其温度为207,压力为 4、0 105Pa,若室内温度为17,大气压力为 1 105Pa,求:(1) 此压气机实际消耗的轴功 ;(2) 进、 出口空气的焓;(3) 消耗的最小有用功 ;(4)损失;(5)压气机效率。4-21 在一个可逆热机循环中 ,工质氦定压吸热 ,温度从 300升高到850,其定压比热容 cp=5、193kJ/(kg K),已知环境温度为298K。求循环的最大效率与最大热效率。第五章5-1 压缩比为8、5 的奥图循环 ,工质可视为空气 ,k=1、4,压缩冲程的初始状态为100kPa,27 ,吸热量为 920kJ

23、/kg,活塞排量为 4300cm3。试求 (1)各个过程终了的压力与温度;(2) 循环热效率 ;(3) 平均有效压力。5-5 某狄塞尔循环 ,压缩冲程的初始状态为90kPa,10,压缩比为 18,循环最高温度就是 2100。试求循环热效率以及绝热膨胀过程的初、终状态。5-7 混合加热理想循环 ,吸热量就是1000kJ/kg,定容过程与定压过程的吸热量各占一半。压缩比就是14,压缩过程的初始状态为100kPa,27。试计算 (1)输出净功 ,(2)循环热效率。5-8 混合加热循环 ,如图 5-2 所示,t1=90,t2=400,t3=590,t5=300。工质可视为空气,比热为定值。求循环热效率

24、及同温限卡诺循环热效率。图 5-2 5-11 用 氦 气作工质的勃雷登实际循环,压气机入口状态就是400kPa,44 ,增压比为 3,燃气轮机入口温度就是 710。 压气机效率85%c,燃气轮机的效率为90%oi。当输出功率为 59kW 时,氦气的质量流率为多少kg/s?氦气 k=1、667。5-12 如题 5-11,若想取得最大的循环输出净功,试确定最佳的循环增压比opt并计算此时氦气的质量流率。实际勃雷登循环的最佳增压比21kkoic5-14 某燃气轮机装置动力循环 ,压气机的绝热效率为80%,燃气轮机的为 85%,循环的最高温度就是 1300K,压气机入口状态就是105kPa,18。试计

25、算 1kg 工质最大循环作功量及作出 3000kW 功率时的工质流率。5-15 如果在题 5-14 中采用回热度为 92%的回热设备 ,问提供给循环的热量可以节省多少？精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 清华大学工程热力学习题课5-19 一个具有二级压缩中间冷却、 二级膨胀中间再热以及回热的燃气轮机装置循环如图 5-24 所示。循环的入口空气参数为100kPa,15 ,低压级的增压比就是3,高压级就是4,燃气轮机高压级、低压级的增压

26、比与压气机相同。中间冷却使空气温度下降为低压级压缩机温升的80%,回热器的回热度就是78%,二级燃气轮机的入口温度皆就是1100,压气机与燃气轮机的绝热效率与相对内效率均就是86%,试确定作出6000kW 功率时的工质的质量流率。图 5-24 第六章6-1 利用水蒸气表判定下列各点状态,并确定 h,s及 x 的值: (1) p1=20MPa,t1=250; (2) p2=9MPa,v2=0、017m3/kg; (3) p3=4、5MPa,t3=450; (4) p4=1MPa,x=0、9; (5) p5=0、004MPa,s=7、0909kJ/(kg K)。6-4 在水泵中 ,从压力为 4kP

27、a 的饱与水定熵压缩到压力为4MPa。(1) 查表计算水泵压 缩 1kg 水 所 耗 的 功 。 (2) 因 水 就 是 不 可 压 缩 流 体 ,比 容 变 化 不 大 , 可利 用 式pwvdpv p计算耗功量 ,将此结果与 (1)的计算结果加以比较。6-6 汽轮机进口参数 :p1=4、0MPa,t1=450,出口压力 p2=5kPa,蒸汽干度 x2=0、9,计算汽轮机相对内效率。6-7 汽轮机的乏汽在真空度为0、094MPa,x=0、90 的状态下进入冷凝器 ,定压冷凝器精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - -

28、 - - - -第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 清华大学工程热力学习题课结成饱与水。试计算乏汽凝结成水时体积缩小的倍数,并求 1kg 乏汽在冷凝器中所放出的热量。已知大气压力为0、1MPa。6-10 一台 10m3的汽包,盛有 2MPa的汽水混合物 ,开始时 ,水占总容积的一半。如由底部阀门放走 300kg 水,为了使汽包内汽水混合物的温度保持不变,需要加入多少热量？如果从顶部阀门放汽300kg,条件如前 ,那又要加入多少热量？第七章7-1 蒸汽朗肯循环的初温t1=500,背压(乏汽压力 )p2=0、004MPa,试求当初压 p1=4、9 及 14MPa时,循

29、环净功、加热量、热效率、汽耗率及汽轮机出口干度x2(忽略泵功 )。7-3 冬天冷却水温度较低,可以降低冷凝压力 ,即2p=0、004MPa,夏天冷却水温度高 ,冷凝压力2p升为 0、007MPa,试计算 ,当汽轮机进汽压力p1=3、5MPa,进汽温度 t1=440时,上述两种情况的热效率及汽耗率(忽略泵功 )。7-5 水蒸气再热循环的初压力为16、5MPa,初温为 535,背压为 5、5kPa, 再热前压力为 3、5MPa,再热后温度与初温相同,(1)求其热效率 ;(2)若因阻力损失 ,再热后压力为3MPa,则热效率又为多少？7-6 某蒸汽动力装置采用一次抽汽回热循环,已知新汽参数p1=2、4

30、MPa,t1=390,抽汽压力 pa=0、12MPa,乏汽压力 p2=5kPa。试计算其热效率、汽耗率并与朗肯循环比较。7-8 某蒸汽动力循环由一次再热及一级抽汽混合式回热所组成。蒸汽初参数p1=16MPa,t1=535,乏汽压力 p2=0、005MPa,再热压力 pb=3MPa,再热后 te=t1,回热抽汽压力 pa=0、3MPa,试计算抽汽量 ,加热量 q1,净功 w 及热效率 t。第 8 章8-1 一制冷剂工作在245K与 300K之间, 吸热量为 9kW,制冷系数就是同温限卡诺逆循环制冷系数的 75% 。试计算 ,(1) 放热量 ,(2) 耗功量 ,(3) 制冷量为多少“冷吨”。8-5

31、 采用勃雷登逆循环的制冷剂, 运行在 300K与 250K之间, 如果循环增压比分别为3 与 6, 试计算它们的 COP 。假定工质可视为理想气体, cp=1、004kJ/(kg K),k=1、4。8-6 采用具有理想回热的勃雷登逆循环的制冷机, 工作在 290K与 220K之间, 循环增压比为 5, 当输入功率为 3kW时循环的制冷量就是多少 “冷吨”？循环的性能系数又就是精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 清华大学工程热力学习题

32、课多少？工质可视为理想气体, cp=1、04kJ/(kg K),k=1、3。8-8 以氟利昂 -12 为工质的制冷机 , 蒸发器温度为 20, 压缩机入口状态为干饱与蒸汽。冷凝器温度为30, 其出口工质状态为饱与液体。制冷量为1kW 。若工质改用替代物 HFC134a 其她参数不变。试比较它们之间的循环制冷系数、效率、压缩机耗功量以及制冷剂流率。8-11 一个以 CFC12 为工质的理想蒸气压缩制冷循环, 运行在 900kPa与 300kPa之间,离开冷凝器的工质有5的过冷度 , 试确定循环的性能系数。若工质改用HFC134a, 性能系数又为多少？第九章9-2某锅炉烟气的容积成份为:213%C

33、O,26%H O,20.55%SO,273.45%N,27%O,试求各组元气体的质量成分与各组元气体的分压力。烟气的总压力为0、75 105Pa。9-3 烟气的摩尔成分为:20.15COx,20.70Nx,20.12H Ox,20.03Ox,空气的摩尔成分为:20.79Nx,20.21Ox。 以 50kg烟气与 75kg空气混合 ,混合后气体压力为 3、 0 105Pa,求混合后气体的 (1)摩尔成分 ;(2)质量成分 ;(3)平均摩尔质量与折合气体常数;(4)各组元气体的分压力。9-4有 三 股 压 力 相 等 的 气 流 在 定 压 下 绝 热 混 合 。 第 一 股 就 是氧,2300O

34、t,2115/Omkg h;第二股就是一氧化碳,200COt,200/COmkg h;第三股就是空气 ,400at,混合后气流温度为275。 试求每小时的混合熵产 (用定比热容计算 ,且把空气视作单一成分的气体处理,即不考虑空气中的氧与第一股氧气之间产生混合熵产的情况 )。9-5 容积为 V的刚性容器内 ,盛有压力为 p,温度为 T的二元理想混合气体 ,其容积成分为1与2。若放出 x kg 混合气体 ,并加入 y kg 第二种组元气体后 ,混合气体在维持原来的压力 p 与温度 T 下容积成分从原来的1变成1,2变成2。设两种组元气体就是已知的,试确定 x 与 y 的表达式 。9-6 设刚性容器

35、中原有压力为p1,温度为 T1的 m1kg 第一种理想气体 ,当第二种理想气精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 清华大学工程热力学习题课体充入后使混合气体的温度仍维持不变,但压力升高到 p,试确定第二种气体的充入量。9-8 湿空气的温度为 30,压力为 0、9807 105Pa,相对湿度为 70%,试求: (1)比湿度 ; (2)水蒸气分压力 ; (3)相对于单位质量干空气的湿空气焓值; (4) 由 h-d 图查比湿度、水蒸气分压力

36、,并与(1)与(2)的答案对照。(5)如果将其冷却到10,在这个过程中会分出多少水分？放出多少热量？(用 h-d图)。9-9 t1=20及 =60%的空气作干燥用。空气在加热器中被加热到t2=50,然后进入干燥器 ,由干燥器出来时 ,相对湿度为 3=80%,设空气的流量为5000kg干空气 /h,试求: (1)使物料蒸发 1kg 水分需要多少干空气？(2)每小时蒸发水分多少千克？(3) 加热器每小时向空气加入的热量及蒸发1kg 水分所耗费的热量。9-10 试用 h-d 图分别确定下列参数 : h/kJ/ kg 干空气d/kg/ kg干空气t/vp/ Pa wt/dt/0、02 75% 50.0

37、351028 70% 15 30 sp35 20 56 0、01 10 75% 9-11 为满足某车间对空气温、 湿度的要求 ,需将 t1=10,1=30%的空气加热后再送入车间。设加热后空气的温度t2=21,处理空气过程的角系数 =3500,试求空气终态及处理过程的热、湿变化。9-13 某设备的容积V=60m3,内装饱与水蒸气及温度为50的干空气的混合物 ,容器内的真空为 0、3 105Pa。经一段时间后 ,由外界漏入 1kg 质量的干空气。此时 ,容器中有精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第

38、 10 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 清华大学工程热力学习题课0、1kg 的水蒸气被凝结。设大气压力为1 105Pa,试求终态时容器内工质的压力与温度。9-14 t1=32,p=105Pa及 1=65%的湿空气送入空调机后 ,首先被冷却盘管冷却与冷凝除湿,温度降为 t2=10;然后被电加热器加热到t3=20(参瞧图 9-14),试确定 :(1) 各过程中湿空气的初、终态参数;(2) 相对于单位质量干空气的湿空气在空调机中除去的水分m;(3) 相对于单位质量干空气的湿空气被冷却而带走的热量Q12与从电加热器吸入的热量 Q23(用 h-d 图计算 )。图 9-14 第

39、10 章10-2 试证ppsTvTpc10-3试 证在h-s 图 上 定 温 线 的 斜 率 等 于1pT; 定 容 线 的 斜 率 等 于pvvpTccc,并确定定压线的斜率 ,比较孰大孰小。10-4 试证理想气体具有下列关系: 1、,pTf Tfp ; 2、,uf Thf T ; 3、pvccR。10-5 设理想气体经历了参数x 保持不变的可逆过程 ,该过程的比热容为cx,试证明其过程方程为,xpfxvccpvc fcc。10-6 试证状态方程为 p vbRT 的气体(其中 b 为常数 ): 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 -

40、 - - - - - - - - -第 11 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 清华大学工程热力学习题课(1) 其内能只与 T 有关; (2) 其焓除与 T 有关外 ,还与 p 有关; (3) 其pvcc为常数 ; (4) 其可逆绝热过程的过程方程为kp vbconst; (5) 当状态方程中的b 值为正时 ,这种气体经绝热节流后温度升高。10-7 试证范德瓦尔气体 : (1) 2vaduc dTdvv(2) 0Tuv(3) 2321pvRcca vbRTv(4) 定温过程的焓差为21221 11211Thhp vp vavv; (5) 定温过程的熵差为2211lnTv

41、bssRvb; 10-8 已知状态方程为3RTcvpT,试证: (1) 412pTccpT; (2) 31 4Jpcc T。10-9 已知1,pvRpvT,求状态方程。10-11 已知 Ar 在 100下的20h phapbp ,其中 100下0p时的 h0=2089、2kJ/koml,a=5、164 105kJ/(kmol Pa),b=4、7856 1013kJ/(kmol Pa2)。100,300 105Pa下的 cp=27、34kJ/(kmol K),求 100,300 105Pa下 Ar 的焦-汤系数 J。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎

42、下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 清华大学工程热力学习题课10-13 试用通用压缩因子图确定O2在 160K 与 0、 0074m3/kg 时的压力。已知 Tc=154、6K,pc=50、5 105Pa。第 12 章12-2 利用标准生成焓表12-1 与平均比热表计算 CO在 500时的热值 Hf 。12-4 (2) 液苯(25) 与 500K的空气以稳态稳定流动流入燃烧室并燃烧, 产物被冷却至 1400K流出, 其摩尔成分如下 : CO2 10 、7%;CO 3 、6%;O2 5、3%;N2 80 、4% 求单位燃料的传热量。12-5 丁烷与过量空气系数为1、5 的空气在 25,250kPa 下进入燃烧室 , 燃烧产物在1000K,250kPa下离开燃烧室。假设就是完全燃烧, 试确定每千摩丁烷的传热量与过程的损失。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 13 页 - - - - - - - - - -