2022年工程热力学课后作业答案第五版.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载2000 人的大礼堂的通风系统坏了：（1）3 1 寂静状态下的人对环境的散热量大约为400KJ/h,假设能容纳在通风系统显现故障后的最初20min 内礼堂中的空气内能增加多少？（2）把礼堂空气和全部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？如何说明空气温度的上升；解：（1）热力系：礼堂中的空气；闭口系统依据闭口系统能量方程Q U W由于没有作功故 W=0；热量来源于人体散热；内能的增加等于人体散热；Q 2000 400 20 / 602.67 10 5kJ （1）热力系：礼堂中的空气和人；闭口系统依据闭口系统

2、能量方程Q U W由于没有作功故 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；空气温度的上升是人体的散热量由空气吸取,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；过程热量 Q（ kJ）膨胀功 W（ kJ）1-a-2 10 x1 2-b-1 -7 -4 1-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,有名师归纳总结 QW第 1 页,共 6 页- - - -

3、 - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载即 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,依据Q4UWUQW73 kJ 3-6 一闭口系统经受了一个由四个过程组成的循环,试填充表中所缺数据；过程Q（kJ）W（kJ） E（ kJ）1 2 1100 0 1100 2 3 0 100 -100 3 4 -950 0 -950 4 5 0 50 -50 解：同上题3-7 解：热力系： 1.5kg 质量气体bp 1 v 18590kJ 闭口系统,

4、状态方程：pavU1 .5 1.5p2v285 15.由状态方程得1000a*0.2+b 200=a*1.2+b 解上两式得：a=-800 b=1160 就功量为W1 5.2pdv.151800 v21160 v1 . 2 0 . 2900kJ 12过程中传热量QUW 990 kJ 600kPa,温度为27的空气,右边为真空,容积为左边53 8 容积由隔板分成两部分,左边盛有压力为倍；将隔板抽出后,空气快速膨胀布满整个容器；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 过程特点：绝热,自由膨胀 依据闭口系统能量方程名师归纳总结 QUW第 2

5、 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 绝热Q0优秀学习资料欢迎下载自由膨胀 W0 因此 U=0 对空气可以看作抱负气体,其内能是温度的单值函数,得mcvT2T10T2T1300K依据抱负气体状态方程p 2RT2p 1 V11p 1 100kPa 500 kPa ,25；充气开头时,罐内V2V263-9 一个储气罐从压缩空气总管充气,总管内压缩空气参数恒定,为空气参数为 100 kPa ,25；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的；解：开口系统特点：绝热充气过程工质：空气（抱负气体）依据开口系统能量方程,忽视动能和未能,

6、同时没有轴功,没有热量传递；0 m 2 h 2 m 0 h 0 dE没有流出工质 m2=0 dE=dU=mucv2-mu cv1终态工质为流入的工质和原有工质和 m0= mcv2-mcv1mcv2 ucv2- m cv1ucv1=m0h0 1 h0=cpT0 ucv2=cvT2 ucv1 =cvT1 p 1 Vmcv1=RT 1p 2 Vmcv2 =RT 2代入上式 1整理得kT 1 T 2T 2 =398.3K p 1T 1 kT 0 T 1p 23 10 供暖用风机连同加热器,把温度为 1t 0的冷空气加热到温度为 t 2 250,然后送入建筑物的风道内,送风量为 0.56kg/s ,风机

7、轴上的输入功率为 1kW,设整个装置与外界绝热；试运算：（1）风机出口处空气温度； （ 2）空气在加热器中的吸热量；的摩擦扰动并带来压力降,以上运算结果是否正确？解：开口稳态稳流系统（3）如加热器中有阻力,空气通过它时产生不行逆名师归纳总结 （1）风机入口为0就出口为m CpTQTQ0.5610001031.78第 3 页,共 6 页m Cp1 . 006t2t 1t.1 78- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载空气在加热器中的吸热量Q m Cp T 0 . 56 1 . 006 250 1 . 78 138.84kW 3 如 加

8、热 有 阻 力 , 结 果 1 仍 正 确 ； 但 在 加 热 器 中 的 吸 热 量 减 少 ； 加 热 器 中Q h 2 h 1 u 2 P 2 v 2 u 1 P 1 v 1 ,p2 减小故吸热减小；3 11 一只 0.06m 3 的罐,与温度为 27、压力为 7MPa 的压缩空气干管相连接,当阀门打开,空气流进罐内,压力达到 5MPa 时,把阀门关闭；这一过程进行很快速,可认为绝热；储罐的阀门关闭后放置较长时间,最终罐内温度回复到室温；问储罐内最终压力是多少？解：热力系：充入罐内的气体由于对真空罐充气时,是焓变内能的过程mhmukT0.14300420 KTcpT0c v罐内温度回复到

9、室温过程是定容过程T 2 300p 2 P 1 53.57MPa T 4203 12 压力为 1MPa 和温度为 200的空气在一主管道中稳固流淌；现以一绝热容器用带阀门的管道与它相连,渐渐开启阀门使空气从主管道流入容器；设（1）容器开头时是真空的； （ 2）容器装有一个用弹簧掌握的活塞,活塞的位移与施加在活塞上的压力成正比,而活塞上面的空间是真空,假定弹簧的最初长度是自由长度； （3）容器装在一个活塞,其上有重物,需要 的最终温度？解:（1）同上题TkT0u1 . 4473662K=389 （2）hwh=cpT0 L=kp 1MPa 的压力举起它；求每种情形下容器内空气wc vpAdLT0p

10、Akdp1kpAp1pV1RT222T=cp552K=279 0 . 5 R同（ 2）只是 W 不同名师归纳总结 wpdVpVRT第 4 页,共 6 页T=c vcpRT0T0473K2003 13 解：Wh对抱负气体hcpT- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - ucvT优秀学习资料欢迎下载3 14 T解：（1）抱负气体状态方程T21p22*293 586K p 1（2）吸热：Qmc vTp 1 VkR1T2500kJ RT 13-15 解：烟气放热等于空气吸热 1m 3空气吸取 1.09 m3 的烟气的热Q1 .09245267kJ 1.01 205tQ

11、267vc1 .2931t2=10+205=215 3-16 解：m 1 h 1m 2 h2m 1m 2h3hcpT代入得：Tm 1 cT1m 2cT2120*773210473582K m 1m2c3303093 17 解：等容过程2RT 1p2 vp 1 v 37.5kJ kcpcpR1.4 Qmc vTmRTk1k13-18 解：定压过程T1=p 1 V20684.1030 .03=216.2K mR1287T2=432.4K 内能变化：名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - Umcvt11.01优秀学习资料.2欢迎下载0 .287216156.3kJ 焓变化：名师归纳总结 HkU.1 4156 . 3218.8 kJ .30 . 03 62.05kJ第 6 页,共 6 页功量交换：V22 V10.06m3WpdVp V2V1 2068 . 4热量交换：QUW15662.05=218.35 kJ - - - - - - -