热力学课后习题01答案.pdf

第 1 章 基本概念 1 第第 1 章章 基本概念基本概念 1 1 为了环保 燃煤电站锅炉通常采用负压运行方式 现采用如图 1 16 所示的斜管式 微压计来测量炉膛内烟气的真空度 已知斜管倾角 30 微压计中使用密度 1000kg m3 的水 斜管中液柱的长度 l 220mm 若当地大气压 pb 98 85kPa 则烟气的绝对压力为多少 Pa 图 1 16 习题 1 1 解 大气压力98 85kPa98850Pa b p 真空度 3 sin1000kg m9 81N kg 0 22m 0 51079 1Pa v pgl 烟气的绝对压力98850Pa1079 1Pa97770 9Pa bv ppp 1 2 利用 U 形管水银压力计测量容器中气体的压力时 为了避免水银蒸发 有时需在 水银柱上加一段水 如图 1 17 所示 现测得水银柱高 91mm 水柱高 20mm 已知当地大气 压 pb 0 1MPa 求容器内的绝对压力为多少 MPa 图 1 17 习题 1 2 解 容器内的压力高于大气压力 因此绝对压力 be ppp 表压力 2 91mmHg 20mmH O91 133 3Pa20 9 81Pa0 0123MPa e p 大气压力0 1MPa b p 容器内的绝对压力0 1MPa0 0123MPa0 1123MPa be ppp 1 3 某容器被一刚性隔板分为两部分 在容器的不同部位安装有压力计 其中压力表 B 第 1 章 基本概念 2 放在右侧环境中用来测量左侧气体的压力 如图 1 18 所示 已知压力表 B 的读数为 80kPa 压力表 A 的读数 0 12MPa 且用气压表测得当地的大气压力为 99kPa 试确定表 C 的读数 及容器内两部分气体的绝对压力 以 kPa 表示 如果 B 为真空表 且读数仍为 80kPa 表 C 的读数又为多少 图 1 18 习题 1 3 解 1 容器左侧 A 的绝对压力 99kPa120kPa219kPa be A ppp A 压力表 B 的读数为容器左侧 A 的绝对压力 A p和容器右侧 C 的绝对压力 C p之差 因此 e BC ppp A 得 219kPa80kPa139kPa Ce B ppp A 同时 be C ppp C 可得压力表 C 的读数为 139kPa99kPa40kPa e C p 2 如果表 B 为真空表 则 v BA ppp C 得299kPa C p 因此压力表 C 的读数 为 200kPa e C p 1 4 如图 1 19 所示 容器 A 放在 B 中 用 U 形管水银压力计测量容器 B 的压力 压力 计的读数为 L 20cm 测量容器 A 的压力表读数为 0 5MPa 已知当地大气压力 pb 0 1MPa 试求容器 A 和 B 的绝对压力 图 1 19 习题 1 4 解 容器 B 的绝对压力 6 0 1 10 Pa200 133 3Pa0 127MPa be B ppp B 测容器 A 压力表的读数 e A p为容器 A 的绝对压力 A p和容器 B 的绝对压力 B p之差 因 此 e AB ppp A 得容器 A 的绝对压力0 5MPa0 127MPa0 627MPap A 1 5 凝汽器的真空度为 710mmHg 气压计的读数为 750 mmHg 求凝汽器内的绝对压 第 1 章 基本概念 3 力为多少 kPa 若凝汽器内的绝对压力不变 大气压力变为 760 mmHg 此时真空表的读数 有变化吗 若有 变为多少 解 凝汽器内的绝对压力750mmHg710mmHg40mmHg5 332kPa bv ppp 凝汽器中的绝对压力保持不变 大气压力变化时 真空表读数有变化 真空表读数变为760mmHg40mmHg720mmHg vb ppp 1 6 在英 美等国在日常生活和工程技术上还经常使用华氏温标 英制单位 tF 在 1 标 准大气压下 水结冰的华氏温度为 32 水沸腾的温度为 212 1 求华氏温度和摄氏温度之间的关系 2 某人测得自己的体温为 100 那么该人的体温为多少 解 1 华氏温度和摄氏温度满足关系式 oC F 032 100021232 tt 得 o FC 9 32 5 tt 2 由华氏温度和摄氏温度关系式 得此人体温为 37 8 1 7 设水银温度计浸在冰水中时 水银柱的长度为 2 0cm 浸在 100 的沸水中时 水 银柱的长度为 16 0cm 问 1 在室温为 20 0 时 水银柱的长度是多少 2 当温度计 浸在某种沸腾的化学溶液中时 水银柱的长度为 18cm 试求化学溶液的温度 解 水银柱长度和温度之间满足线性关系式 20 1621000 lt 得 o cmC 7 2 50 lt 1 室温为 20 时 水银柱的长度为 4 8cm 2 水银柱长度为 18cm 时 化学溶液的温度为 114 3 1 8 气体初始状态为 p1 0 4MPa V1 1 5m3 气体经过可逆定压过程膨胀到 V2 5m3 求 气体膨胀所作的功 解 气体膨胀所作功 2 636 21 1 0 4 10 Pa5 1 5 m1 4 10 JWpdVp VV 1 9 气体从 p1 0 1MPa V1 0 3m3压缩到 p2 0 4 MPa 压缩过程中维持下列关系 p a V b 其中 a 1 5 MPa m3 试计算过程中所需的功 并将过程表示在 p V 图上 解 将 1 p 1 V代入paVb 得0