热工基础第二版(张学学著)高等教育出版社课后答案(全)2..pdf

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1、第一章第一章思考题思考题1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。3 当真

2、空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。4.准平衡过程与可逆过程有何区别？答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。5.不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。6.没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热

3、水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。7.用 U 形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？答：严格说来，是有影响的，因为 U 型管越粗，就有越多的被测工质进入U 型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。习习 题题1-1解：pb755 133.3 1051.006 bar100.6 kPa1.ppbpg100.61360013700.6kPa2.pgppb2.5 1.0061.494bar149.4kPa3.ppbpv75570055mmHg7.3315kPa4.pvpbp1.0060.50.506bar50.6kPa1-2图 1-8表示常用

4、的斜管式微压计的工作原理。由于有引风机的抽吸，锅炉设备的烟道中的压力将略低于大气压力。如果微压机的斜管倾斜角30，管内水解：根据微压计原理，烟道中的压力应等于环境压力和水柱压力之差p水柱 ghsin10009.8200 1030.5980Pa7.35mmHgppbp水柱7567.35748.65mmHg1-3解：p1pbpa0.971.102.07barp2p1pb2.071.050.32barpCpbp20.970.320.65bar14 解：p真空室pbp汞柱76074515mm H g2kPap1p真空室pa2360362kPap2p1pb362170192kPapcpbp真空室1922

5、190kPaF(pbp真空室)A745133.31-4解：1 0.45215.8kN4ppbp水柱p汞柱7603009.81/133.38001582mmHg2.11bar1-5解：由于压缩过程是定压的，所以有WpdVp(V1V2)0.5 106(0.80.4)200KJV1V21-6解：改过程系统对外作的功为WpdV0.30.50.5p1V11.3V1.30.3p1V11.30.3dV(V2V10.3)85.25kJ0.31-7解：由于空气压力正比于气球的直径，所以可设pcD，式中c为常数，D 为气球的直径，由题中给定的初始条件，可以得到：c该过程空气对外所作的功为pp11500005000

6、00DD10.3V2D2D21114WpdVcDd(D3)cD3dDc(D2D14)V1D1D162815000000(0.440.34)34.36kJ81-8解：（1）气体所作的功为：W(0.24 V0.04)106dV1.76 104J0.10.3（2）摩擦力所消耗的功为：W摩擦力fL1000(0.3 0.1)1000J0.2所以减去摩擦力消耗的功后活塞所作的功为：W活塞WW摩擦力1.66 104J1-9解：由于假设气球的初始体积为零，则气球在充气过程中，内外压力始终保持相等，恒等于大气压力 0.09MPa，所以气体对外所作的功为：Wp V0.0910621.8 105J1-11 解：确定

7、为了将气球充到2m3的体积，贮气罐内原有压力至少应为（此时贮气罐的压力等于气球中的压力，同时等于外界大气压pb）p2(V12)p2(V12)0.9 105(22)p11.8 105PaV1V12前两种情况能使气球充到2m3Wpb V0.9 10521.8 105J情况三:p贮气罐V贮气罐0.152V气球贮气罐3.333m3pb0.09所以气球只能被充到V气球3.33321.333m的大小，故气体对外作的功为：3W0.9 1051.33 31.2 105J第二章第二章思考题思考题绝热刚性容器，中间用隔板分为两部分，左边盛有空气，右边为真空，抽掉隔板，空气将充满整个容器。问：空气的热力学能如何变化

8、？空气是否作出了功？能否在坐标图上表示此过程？为什么？答：（1）空气向真空的绝热自由膨胀过程的热力学能不变。（2）空气对外不做功。（3）不能在坐标图上表示此过程，因为不是准静态过程。2.下列说法是否正确？气体膨胀时一定对外作功。错，比如气体向真空中的绝热自由膨胀，对外不作功。气体被压缩时一定消耗外功。对，因为根据热力学第二定律，气体是不可能自压缩的，要想压缩体积，必须借助于外功。气体膨胀时必须对其加热。错，比如气体向真空中的绝热自由膨胀，不用对其加热。气体边膨胀边放热是可能的。对，比如多变过程，当 n 大于 k 时，可以实现边膨胀边放热。气体边被压缩边吸入热量是不可能的。错，比如多变过程，当

9、n 大于 k 时，可以实现边压缩边吸热。对工质加热，其温度反而降低，这种情况不可能。错，比如多变过程，当 n 大于 1，小于 k 时，可实现对工质加热，其温度反而降低。4.“任何没有体积变化的过程就一定不对外作功”的说法是否正确？答：不正确，因为外功的含义很广，比如电磁功、表面张力功等等，如果只考虑体积功的话，那么没有体积变化的过程就一定不对外作功。5.试比较图 2-6所示的过程1-2与过程 1-a-2 中下列各量的大小：W12与 W1a2；(2)U12与U1a2；(3)Q12与 Q1a2答：（1）W1a2大。(2)一样大。（3）Q1a2大。图 2-6 思考题 4 附图6.说明下列各式的应用条

10、件：quw闭口系的一切过程qupdv闭口系统的准静态过程qu(p2v2p1v1)开口系统的稳定流动过程，并且轴功为零qup(v2v1)开口系统的稳定定压流动过程，并且轴功为零；或者闭口系统的定压过程。7.膨胀功、轴功、技术功、流动功之间有何区别与联系？流动功的大小与过程特性有无关系？答：膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功；轴功是指工质流经热力设备（开口系统）时，热力设备与外界交换的机械功，由于这个机械功通常是通过转动的轴输入、输出，所以工程上习惯成为轴功；而技术功不仅包括轴功，还包括工质在流动过程中机械能（宏观动能和势能）的变化；流动功又称为推进功，1kg 工质的流动功等于其压力和比容的乘积

11、，它是工质在流动中向前方传递的功，只有在工质的流动过程中才出现。对于有工质组成的简单可压缩系统，工质在稳定流动过程中所作的膨胀功包括三部分，一部分消耗于维持工质进出开口系统时的流动功的代数和，一部分用于增加工质的宏观动能和势能，最后一部分是作为热力设备的轴功。对于稳定流动，工质的技术功等于膨胀功与流动功差值的代数和。如果工质进、出热力设备的宏观动能和势能变化很小，可忽略不计，则技术功等于轴功。习习 题题2-12-22-3解：WQ U508030kJ，所以是压缩过程解：W膨Q吸W压Q放200065012001450kJ解：UQ2 10336007.2 106J/h24 解：状态 b 和状态 a之

12、间的内能之差为：UabUbUaQW1004060kJ所以，a-d-b过程中工质与外界交换的热量为：Qa d b UabW602080kJ工质沿曲线从 b 返回初态 a时，工质与外界交换的热量为：Qb aUaUbW UabW603090kJ根据题中给定的 a点内能值，可知 b 点的内能值为 60kJ，所以有:UadUbUd604020kJ由于 d-b过程为定容过程，系统不对外作功，所以d-b过程与外界交换的热量为：Qd bUdUbUdb20kJ所以 a-d-b过程系统对外作的功也就是 a-d过程系统对外作的功，故 a-d过程系统与外界交换的热量为：Qa dUdUaWa dUadWa d b40(

13、20)60kJ25过程1-22-33-44-12-5解：由于汽化过程是定温、定压过程，系统焓的变化就等于系统从外界吸收的热量，即汽化潜热，所以有：Q kJ13900-10000W kJ03950-5U kJ1390-395-10005hq2257kJ/kg内能的变化为：uh(pv)hp(v2v1)22571.01 10(0.001 1.674)2088kJ/kg22-6解：选取气缸中的空气作为研究的热力学系统，系统的初压为：p1pbG11959.81.028 1052.939 105Pa4A10010当去掉一部分负载，系统重新达到平衡状态时，其终压为：p2pbG2959.81.028 1051

14、.959 105Pa4A10010由于气体通过气缸壁可与外界充分换热，所以系统的初温和终温相等，都等于环境温度即：T1T2T0根据理想气体的状态方程可得到系统的终态体积，为：p1V12.939 105100 10410 10233V21.5 26 10 m5p21.959 10所以活塞上升的距离为：V2V11.5 2610310010106L0.05 26m5.26cmA100104由于理想气体的内能是温度的函数，而系统初温和终温相同，故此过程中系统的内能变化为零，同时此过程可看作定压膨胀过程，所以气体与外界交换的热量为：QWp2A L1.959 105100 1040.05 26103.04

15、J2-8解：压缩过程中每千克空气所作的压缩功为：wq u50146.5196.5 kJ/kg忽略气体进出口宏观动能和势能的变化，则有轴功等于技术功，所以生产每kg 压缩空气所需的轴功为：wsq h50146.5(0.8 0.175 0.1 0.845)103252kJ/kg所以带动此压气机所需的功率至少为：Pws1042kW602-9解：是否要用外加取暖设备，要看室内热源产生的热量是否大于通过墙壁和门窗传给外界的热量，室内热源每小时产生的热量为：q热源(5000050 100)36001.98 105kJ小于通过墙壁和门窗传给外界的热量为3 105kJ，所以必须外加取暖设备，供热量为：Q3 1

16、051.98 1051.02 105kJ/h2-10解：取容器内的气体作为研究的热力学系统，根据系统的状态方程可得到系统终态体积为：V2V1(p111.211)1()1.21.78 m3p20.5过程中系统对外所作的功为：W1.781pdV1.7810.2p1V11.2V10.2)1.2(V2dVp1V1544.6kJ1.2V0.2所以过程中系统和外界交换的热量为：Q UW40*8544.6224.6kJ为吸热。2-11解：此过程为开口系统的稳定流动过程，忽略进出口工质的宏观动能和势能变化，则有：Qh6qm 6h7qm 7h1qm 1Ws由稳定流动过程进出口工质的质量守恒可得到：qm 6qm

17、7qm 1所以整个系统的能量平衡式为：Qqm 1(h6h1)qm 7(h6h7)Ws故发电机的功率为：PWsQ(h6h7)qm 7(h6h1)qm 170050103700341800(418 12)(418 42)2.4 15 10 kW3600360036002-12解：由于过程是稳定流动过程，气体流过系统时重力位能的变化忽略不计，所以系统的能量平衡式为:QH其中，气体在进口处的比焓为：1mc2fWS2h1u1p1v12100 1030.62 1060.372329400J/kg气体在出口处的比焓为：h2u2p2v21500 1030.13 1061.21656000J/kg气体流过系统时

18、对外作的轴功为：WsQH112mc2m(qhcf)f221(15023002)24 30103(16560002329400)2708600W2708.6kW所以气体流过系统时对外输出的功率为：PWs2708.6kW第三章第三章思考题思考题1.理想气体的cp和cv之差及cp和cv之比是否在任何温度下都等于一个常数？答：理想气体的cp和cv之差在任何温度下都等于一个常数，而cp和cv之比不是。tt2.如果比热容是温度 t的单调增函数，当t2t1时，平均比热容c|01、c|02、c|tt12中哪一个最大？哪一个最小？答：由c|01、c|02、c|tt12的定义可知ttt1c0c0t2t10cdtt

19、1cdtt2c(t)，其中0t1c(t)，其中0t2t20ctt21t2t1cdtt2t1c(t)，其中t1t2t因为比热容是温度 t的单调增函数，所以可知c|tt12c|01，又因为ct21tc2t2c01t10ttt2t1(ct2c2)t2(ct2c01)t10ct2c210110tttttt故可知c|t12最大，又因为：tc0c0t2t1t1cdt t2cdt00t2t1t1t2t1t21(t1t2)cdt t1cdt0t1t1t2t1t2(t2t1)t1(ctc0)1(t1t2)t1c0(t2t1)t1ctt1t2t2t1t1t20所以c|01最小。3.如果某种工质的状态方程式遵循pv

20、RgT，这种物质的比热容一定是常数吗？这种物质的比热容仅是温度的函数吗？答：不一定，比如理想气体遵循此方程，但是比热容不是常数，是温度的单值函数。这种物质的比热容不一定仅是温度的函数。由比热容的定义，并考虑到工质的物态方程可得到：tcdqd(uw)dudwdudvdupRgdTdTdTdTdTdTdT由此可以看出，如果工质的内能不仅仅是温度的函数时，则此工质的比热容也就不仅仅是温度的函数了。4.在uv图上画出定比热容理想气体的可逆定容加热过程、可逆定压加热过程、可逆定温加热过程和可逆绝热膨胀过程。12u34v答：图中曲线 1 为可逆定容加热过程；2 为可逆定压加热过程；3 为可逆定温加热过程；

21、4为可逆绝热膨胀过程。因为可逆定容加热过程容积v不变，过程中系统内能增加，所以为曲线 1，从下向上。可逆定压加热过程有：TccduPP dvPP1 dvc1dvuc1vc2vRc1和c2为常数，且考虑到v0时，u0，所以c20uc1v所以此过程为过原点的射线2，且向上。理想气体的可逆定温加热过程有：uqw0qw0所以为曲线 3，从左到右。可逆绝热膨胀过程有：气体对外做功，体积增加，c1c11dvuc2kk 1k1vvdupdvc1、c2为常数所以为图中的双曲线 4，且方向朝右（膨胀过程）。5.将满足空气下列要求的多变过程表示在pv图Ts图上 空气升压，升温，又放热；空气膨胀，升温，又放热；(此

22、过程不可能)n1.6的膨胀过程，并判断q、w、u的正负；n1.3的压缩过程，判断q、w、u的正负。答：pTn=0An=0n=11nkn=n=kn=1An=n=k1nkvs（1）空气升温、升压、又放热有：RqcVT2T10,且T2T1n1R所以：cV1nkn1此多变过程如图所示，在pv图上，此过程为沿着几条曲线的交点A 向上，即沿压力和温度增加的方向；在 T-s图上此过程为沿着几条曲线的交点A 向上。pTn=0An=0n=1An=1nkn=kn=11n湿球温度露点温度饱和湿空气：干球温度湿球温度露点温度8.在相同的温度及压力下，湿空气与干空气相比，那个密度大？答：干空气的密度大。9.同一地区阴雨

23、天的大气压力为什么比晴朗天气的大气压力低？答：阴雨天相对湿度高，水蒸气分压力大。10.若两种湿空气的总压力和相对湿度相同，问：温度高的湿空气含湿量大还是温度低的湿空气含湿量大？为什么？答：由d0.6621P1Ps，在相同相对湿度的情况下，温度高，Ps大，所以，温度高含湿量大。11.早晨有雾，为什么往往是好天气？答：早晨有雾，说明湿空气中含有许多小水滴，湿空气为饱和湿空气，当温度逐渐上升后，小水滴逐渐汽化，所以往往是好天气。习习题题5-2解：用水蒸气表：0.00109250.35 0.37486，所以为湿饱和蒸汽。x0.350.001092593%0.374860.0010925t151.80C

24、hxh (1x)h 2601.0kJ/kgsxs (1x)s 6.474kJ/kg查h-s图得到：x0.92t150.70Ch2652.0kJ/kgs6.384kJ/kg K53解：1、查表得：0.52427m3/kgh1h 2732.37kJ/kg所以：mV1.907kgv 2、当P0.2MPa时，比容仍然为0.52427m3/kg 0.0010605 0.88585所以为湿饱和蒸汽。3、x0.524270.001060559.1%0.885850.0010605h504.7kJ/kgh2706.9kJ/kgh2xh (1x)h 1806.20kJ/kg传出的热量为：Qm h1h21.907

25、2732.371806.201766.206kJ5-4解：查表得：0.89219m3/kghh 2706.18kJ/kg所以：Vm v0.50.892190.446095m3t80 C时，0 0.001029030.89219 3.4086所以为湿饱和蒸汽。x0.892190.0010290326.2%3.40860.00102903hxh (1x)h 938.40kJ/kg传出的热量为：Qm uum hhmv(P2P.69kJ1)8165-5解：查表得到：t3500C时h1(kJ/kg)s1(kJ/kg.K)1MPa3157.77.30182Mpa3137.26.95741.3MPa3151

26、.557.1985理想的绝热过程，熵不变，所以有：P20.005MPa,s2s17.1985kJ/kg K查表得到P2时的参数：t232.90 Cs 0.4762kJ/kg K,s 8.3952kJ/kg Kh137.77kJ/kg，h2561.2kJ/kg所以干度为：xs2s7.198520.476284.89%s s8.39520.4762所以出口乏气的焓为：h2xh(1x)h 2195.02kJ/kg根据稳定流动的过程方程，可得：Wsh1h2956.53kJ/kg56 解：查表并插值得到：P4.5MPa,t 1000C,h1422.95KJ/kgP4.5MPa,t4800C,h23399

27、.40KJ/kg吸热量为：QG h2h1200003399.4422.955.9529107KJ/h需要媒量为：QG0.92.876t/h2300057解：查表得到：当饱和压力为P1.5MPa时h 844.82KJ/kg，h 2791.46KJ/kg所以：hxh (1x)h 2694.13kJ/kg查表得到：当P20.005MPa时s 0.4761KJ/kg K s 8.393KJ/kg K过热蒸汽在汽轮机中的理想绝热膨胀过程，熵不变，所以有：s1s2xs (1x)s 7.601kJ/kg K查图得到：当P1.5MPa，s7.601kJ/kg K时，h13390.2KJ/kg所以：Qh1h69

28、6.07kJ/kg58解：查表得到：当饱和压力为P0.4MPa时h 604.87KJ/kg，h 2738.49KJ/kgv1 0.0010835m3/kg，v2 0.46246m3/kg所以：v1xv(1x)v 0.01954416m3/kgh1xh(1x)h 690.215kJ/kgu1h1p1v1682.4kJ/kg加热后为P1MPa的干饱和蒸汽h2h 2777.0KJ/kgv0.19430m3/kgu2h2p2v22582.7kJ/kg吸热过程为定容过程，所以吸热量为Qm u2u182502582.7682.41.568 107kJ所需时间为t5-9Q922min17000解：p13.5

29、MPa、t430的蒸汽处于过热状态，k1.30 由临界压力比可得：Pcr2P1k1所以kk 121.311.31.3 10.546Pcr0.5463.51.911MPaP2查图表并插值得到：h13291.73kJ/kgs16.94566kJ/kg.K理想绝热过程熵不变，所以有：s2s16.94566kJ/kg.K查表可得：h22958.65kJ/kg所以出口速度为：c2 h1h2816.2m/s5-10解：查表得到：t250C时，Ps0.003174MPa所以：d0.622ps0.60.0031740.6220.012kg水蒸气/kg干空气pps0.10.60.003174h115kJ/kg干

30、空气，d12g/kg干空气5-11解：由t110 C，0.25查表得到：加热过程比湿度不变，沿定d线到t250 C，h256kJ/kg干空气，d22g/kg干空气在干燥器中经历的是绝热加湿过程，其焓值近似不变，沿定h线到t330 C，h356kJ/kg干空气，d310g/kg干空气所以干空气的流量为ma湿空气的流量为1000125kg102mwetma1d12510.002125.25kg所消耗的热量为：Qmah2h1125(5615)5125kJ5-12解：由tl35oC,0.8查表得到：h1110kJ/kg干空气d129.5g/kg干空气o沿定 d 线到1在沿定t210 C到得到h227.

31、6kJ/kg干空气d27.8g/kg干空气析出水量为：d21.7g/kg干空气沿定 d 线到t325oC得到310%h330kJ/kg干空气加热量为：Q(h3h2)2.4kJ/kg干空气5-13解：查表知tg21oC对应的饱和压力为Ps1818.3Patl16oC对应的饱和压力为Ps 2491.45Pa所以Ps73%Psd217g/kg干空气5-14解：由t222oC,21查表得到：加入的水蒸气的量为：m0.7(d2d1)11.9g由d0.622PqPPqd及Pq2.65KPa得到：PPq5-15解：查表知0.622Pq0.6222.65 1032.65 100.99608 105Pa0.01

32、73t8oC对应的饱和压力为Ps1072.8Pa，d6.65g/kg干空气t18 C对应的饱和压力为Ps 2064Pa所以相对湿度为：ooPs52%Ps加热到 40 C,绝对湿度不变d6.65g/kg干空气，查表得到：8%5-16解:由t1250 C,P2MPa查表得到:h12897.8kJ/kg,0.0152m/kg,s16.603kJ/KgK所以：30当冷却到 30 C 时,比容仍为0.0152m3/kg,此时为湿蒸汽:0.01520.00100412x0.00043 32.8990.00100412.35kJ/kg查表得:h 125.68kJ/kg,h 2553mV4.3kgh2xh (

33、1x)h 126.73kJ/kgs2xs (1x)s 0.4366kJ/kg K总传热量为Qm h1h211915.6kJ环境的熵变为:Se蒸汽熵变为:Q11915.639.325kJ/KTe27330SVm s1s226.52kJ/K金属球的熵变为SsmcPln总熵变为:T2T44R3r3cPln23.048kJ/KT13T13StotSeSVSs9.757kJ/K第五章第五章思考题思考题12.热水泵必须安装在热水容器下面距容器有一定高度的地方，而不能安装在热水容器上面，为什么？答：保证其压力。13.锅炉产生的水蒸气在定温过程中是否满足qw的关系？为什么？答：不对，因为水蒸气不能看作是理想气

34、体，其内能不仅是温度的函数，还是压力的函数，故此定温过程内能是改变的，U不等于 0。14.有无 0或低于 0的蒸汽存在？有无低于0的水存在？为什么？答：有 0或低于 0的蒸汽存在，只要压力足够低就可能，但是没有低于 0的水存在，因为水的三相点温度为 0.01，低于三相点温度，只可能是固态或是气态。15.25MPa 的水，是否也象 1MPa 的水那样经历汽化过程？为什么？答：不可以，因为水的临界点压力为22.12MPa，故此，当压力高于临界压力时，它的汽化不经过气液两相区，而是由液相连续的到达气相。16.dhcpdT适用于任何工质的定压过程。水蒸气定压汽化过程中dT=0，由此得出结论，水定压汽化

35、时dhcpdT0，此结论是否正确？为什么？答：不正确，因为定压汽化过程中发生了相变，上式只适用于不发生相变的过程。17.试解释湿空气、湿蒸汽、饱和湿空气。答：湿空气：含水蒸汽的空气；湿蒸汽：含有液态水的水蒸气；饱和湿空气：相对湿度为100的湿空气。18.对未饱和湿空气与饱和湿空气分别判断干球温度、湿球温度、露点温度三者的大小。答：未饱和湿空气：干球温度湿球温度露点温度饱和湿空气：干球温度湿球温度露点温度19.在相同的温度及压力下，湿空气与干空气相比，那个密度大？答：干空气的密度大。20.同一地区阴雨天的大气压力为什么比晴朗天气的大气压力低？答：阴雨天相对湿度高，水蒸气分压力大。21.若两种湿空

36、气的总压力和相对湿度相同，问：温度高的湿空气含湿量大还是温度低的湿空气含湿量大？为什么？答：由d0.6621P1Ps，在相同相对湿度的情况下，温度高，Ps大，所以，温度高含湿量大。22.早晨有雾，为什么往往是好天气？答：早晨有雾，说明湿空气中含有许多小水滴，湿空气为饱和湿空气，当温度逐渐上升后，小水滴逐渐汽化，所以往往是好天气。习习题题5-1试利用水蒸气表确定下列各点的状态,并确定各状态的焓、熵或干度及比体积。p20MPa，t300；p9MPa，v0.017m3/kg；p4.5MPa，t450；p1MPa，x0.90。解：题 号1203000.00136051333.429303.310.81

37、380.0172491.55.2430湿饱和汽34.54500.071633323.86.8792过热蒸汽41179.880.90.174982575.66.1400未饱和水p MPat0Cxvh(KJ/kg)s(KJ/kg K)3.2072状态未饱和水5-2 已知水蒸气的压力p0.5MPa、比体积v0.35m3/kg，分别用水蒸气表及hs图确定其状态并求其它参数。解：用水蒸气表：0.00109250.35 0.37486，所以为湿饱和蒸汽。x0.350.001092593%0.374860.0010925t151.80Chxh (1x)h 2601.0kJ/kgsxs (1x)s 6.474

38、kJ/kg查h-s图得到：x0.92t150.70Ch2652.0kJ/kgs6.384kJ/kg K5-3一体积为 1m3的密闭容器内盛有压力为0.35 MPa 的干饱和蒸汽，问容器内蒸汽的质量为多少？若对蒸汽进行冷却，问当压力降到 0.2 MPa 时容器内的蒸汽处于什么状态？冷却过程中由蒸汽向外传出的热量为多少？解：1、查表得：0.52427m3/kgh1h 2732.37kJ/kg所以：mV1.907kgv 2、当P0.2MPa时，比容仍然为0.52427m3/kg 0.0010605 0.88585所以为湿饱和蒸汽。3、x0.524270.001060559.1%0.885850.00

39、10605h504.7kJ/kgh2706.9kJ/kgh2xh (1x)h 1806.20kJ/kg传出的热量为：.371806.201766.206kJQm h1h21.90727325-4 某容器盛有 0.5kg、t=120的干饱和蒸汽，在定容下冷却至 80，求冷却过程中蒸汽放出的热量。解：查表得：0.89219m3/kghh 2706.18kJ/kg所以：Vm v0.50.892190.446095m3t80 C时，0 0.001029030.89219 3.4086所以为湿饱和蒸汽。x0.892190.0010290326.2%3.40860.00102903hxh (1x)h 93

40、8.40kJ/kg传出的热量为：Qm uum hhmv(P2P.69kJ1)8165-5 某汽轮机入口蒸汽的压力p11.3MPa、t1350，出口蒸汽压力为p20.005MPa，假定蒸汽在汽轮机内进行理想绝热膨胀，忽略进、出口动能差，求每千克蒸汽流过汽轮机所作的轴功及乏汽(排汽)的温度和干度。解：查表得到：t3500C时h1(kJ/kg)1MPa3157.77.30182Mpa3137.26.95741.3MPa3151.557.1985s1(kJ/kg.K)理想的绝热过程，熵不变，所以有：P20.005MPa,s2s17.1985kJ/kg K查表得到P2时的参数：t232.90 Cs 0.

41、4762kJ/kg K,s 8.3952kJ/kg Kh137.77kJ/kg，h2561.2kJ/kg所以干度为：xs2s7.198520.476284.89%s s8.39520.4762所以出口乏气的焓为：h2xh(1x)h 2195.02kJ/kg根据稳定流动的过程方程，可得：Wsh1h2956.53kJ/kg5-6一台锅炉产汽率为 20t/h，蒸汽的压力为 4.5 MPa，温度为 480，在同样的压力下进入锅炉的给水的温度为100，若锅炉效率为 0.9，煤的发热量为 23000kJ/kg，求一小时需多少煤？锅炉效率等于蒸汽总吸热量与燃料总发热量之比。解：查表并插值得到：P4.5MPa

42、,t 1000C,h1422.95KJ/kgP4.5MPa,t4800C,h23399.40KJ/kg吸热量为：QG h2h1200003399.4422.955.9529107KJ/h需要媒量为：QG0.92.876t/h230005-7蒸汽在p1.5MPa、x0.95的状态下进入过热器，被定压加热成为过热蒸汽后进入汽轮机，理想绝热膨胀至p0.005MPa、x0.90的出口状态，求每 kg蒸汽在过热器中吸热的热量。解：查表得到：当饱和压力为P1.5MPa时h 844.82KJ/kg，h 2791.46KJ/kg所以：hxh (1x)h 2694.13kJ/kg查表得到：当P20.005MPa

43、时s 0.4761KJ/kg K s 8.393KJ/kg K过热蒸汽在汽轮机中的理想绝热膨胀过程，熵不变，所以有：s1s2xs (1x)s 7.601kJ/kg K查图得到：kJ/kg K时，h13390.2KJ/kg当P1.5MPa，s7.601所以：Qh1h696.07kJ/kg5-8在蒸汽锅炉的汽锅里储有p0.4MPa、x0.04的汽水混合物共 8250kg。如果关死出汽阀，炉内燃料燃烧每分钟供给汽锅 17000kJ 的热量，求汽锅内压力上升到 1MPa所需的时间。解：查表得到：当饱和压力为P0.4MPa时h 604.87KJ/kg，h 2738.49KJ/kgv1 0.0010835

44、m3/kg，v2 0.46246m3/kg所以：v1xv(1x)v 0.01954416m3/kgh1xh(1x)h 690.215kJ/kgu1h1p1v1682.4kJ/kg加热后为P1MPa的干饱和蒸汽h2h 2777.0KJ/kgv0.19430m3/kgu2h2p2v22582.7kJ/kg吸热过程为定容过程，所以吸热量为Qm u2u182502582.7682.41.568 107kJ所需时间为tQ922min170005-10p13.5MPa、t430的蒸汽流经一拉伐尔喷管后压力降为p21MPa，求理想情况下喷管出口处汽流的速度。解：p13.5MPa、t430的蒸汽处于过热状态，

45、k1.30 由临界压力比可得：kk 11.31.3 1Pcr2P1k1所以21.310.546Pcr0.5463.51.911MPaP2查图表并插值得到：h13291.73kJ/kgs16.94566kJ/kg.K理想绝热过程熵不变，所以有：s2s16.94566kJ/kg.K查表可得：h22958.65kJ/kg所以出口速度为：c2 h1h2816.2m/s5-10 测得大气的相对湿度0.60、t25，已知大气压力为 0.1MPa，试求大气的含湿量d。解：查表得到：t250C时，Ps0.003174MPa所以：d0.622ps0.60.0031740.6220.012kg水蒸气/kg干空气p

46、ps0.10.60.0031745-11 进入烘干装置的空气温度为 10，相对湿度0.25，在加热器里被加热到 50，从干燥室排出时的温度为30。求每蒸发 1kg水分所需的空气流量及所消耗的热量。解：由t110 C，0.25查表得到：h115kJ/kg干空气，d12g/kg干空气加热过程比湿度不变，沿定d线到t250 C，h256kJ/kg干空气，d22g/kg干空气在干燥器中经历的是绝热加湿过程，其焓值近似不变，沿定h线到t330 C，h356kJ/kg干空气，d310g/kg干空气所以干空气的流量为ma湿空气的流量为1000125kg102mwetma1d12510.002125.25kg

47、所消耗的热量为：Qmah2h1125(5615)5125kJ5-12 为了保证精密仪表的精度及电绝缘的质量，要求保管及使用场所的大气不能太潮湿。如果大气温度为 35，相对湿度0.80，则需进行去湿处理，现将其冷却到10，问每千克干空气的湿空气将有多少水分被分离出来？当这种含湿量已降低的湿空气再次被加热到 25时，相对湿度为多少？加热量为多少？解：由tl35oC,0.8查表得到：h1110kJ/kg干空气d129.5g/kg干空气o沿定 d 线到1在沿定t210 C到得到h227.6kJ/kg干空气d27.8g/kg干空气析出水量为：d21.7g/kg干空气沿定 d 线到t325oC得到310%

48、h330kJ/kg干空气加热量为：Q(h3h2)2.4kJ/kg干空气5-13已知房间墙壁的温度为 16。如果室内空气的温度为21，试问为防止在墙壁上发生凝结现象，空气允许的最大相对湿度为多少？解：查表知tg21oC对应的饱和压力为Ps1818.3Patl16oC对应的饱和压力为Ps 2491.45Pa所以Ps73%Ps5-14 一刚性容器，装有 0.7kg 的干空气，开始的压力和温度分别为105Pa 和 22，然后向容器内引入水蒸气，直至成为 22的饱和湿空气。求：加入了多少水蒸气？混合气体的总压力为多少？解：由t222oC,21查表得到：d217g/kg干空气加入的水蒸气的量为：m0.7(

49、d2d1)11.9g由d0.622PqPPq及Pq2.65KPa得到：30.6222.65 103PPq2.65 100.99608 105Pad0.0175-15已知湿空气的温度t=18、露点td8，试求其相对湿度、绝对湿度及含湿量。如将上述湿空气加热到 40，其相对湿度、绝对湿度各为多少？已知大气压力为0.1MPa。解：查表知0.622Pqt8oC对应的饱和压力为Ps1072.8Pa，d6.65g/kg干空气t18 C对应的饱和压力为Ps 2064Pa所以相对湿度为：ooPs52%Ps加热到 40 C,绝对湿度不变d6.65g/kg干空气，查表得到：8%5-16 一个空心钢球，内径为0.5

50、m，壁厚2mm，内盛2MPa、250的过热水蒸气。这个盛水蒸气的钢球系统最终被冷却到环境温度30。求该系统及环境在此冷却过程中的总熵变。已知钢的比热容c0.450kJ/(kgK)、密度7840kg/m3。解:由t1250 C,P2MPa查表得到:h12897.8kJ/kg,0.0152m/kg,s16.603kJ/KgK所以：3mV4.3kg当冷却到 30 C 时,比容仍为0.0152m3/kg,此时为湿蒸汽:0 x0.01520.001004120.00043 32.8990.00100412.35kJ/kg查表得:h 125.68kJ/kg,h 2553h2xh (1x)h 126.73k