11工程热力学习题解答-1-1.pdf

第一章 基本概念 课后答案网 用心为你服务 1 第一章 基本概念 思思思思 考考考考 题题题题 1 如果容器中气体压力保持不变 那么压力表的读数一定也保持不变 对吗 答 不对 因为压力表的读数取决于容器中气体的压力和压力表所处环境的大气压力两个因素 因此即使容器 中的气体压力保持不变 当大气压力变化时 压力表的读数也会随之变化 而不能保持不变 2 平衡 和 均匀 有什么区别和联系 答 平衡 状态 指的是热力系在没有外界作用 意即热力系与外界没有能 质交换 但不排除有恒定的外场 如重力场作用 的情况下 宏观性质不随时间变化 即热力系在没有外界作用时的时间特征 与时间无关 所以 两者是不同的 如对气 液两相平衡的状态 尽管气 液两相的温度 压力都相同 但两者的密度差别很大 是非 均匀系 反之 均匀系也不一定处于平衡态 但是在某些特殊情况下 平衡 与 均匀 又可能是统一的 如对于处于平衡状态下的单相流体 气体或 者液体 如果忽略重力的影响 又没有其他外场 电 磁场等 作用 那么内部各处的各种性质都是均匀一致 的 这时平衡的也是均匀的 3 平衡 和 过程 是矛盾的还是统一的 答 平衡 意味着宏观静止 无变化 而 过程 意味着变化运动 意味着平衡被破坏 所以二者是有矛盾 的 对一个热力系来说 或是平衡 静止不动 或是运动 变化 二者必居其一 但是二者也有结合点 内部 平衡过程恰恰将这两个矛盾的东西有条件地统一在一起了 这个条件就是 在内部平衡过程中 当外界对热力 系的作用缓慢得足以使热力系内部能够及时恢复不断被破坏的平衡 那么过程中的每一步都是平衡的 4 过程量 和 状态量 有什么不同 答 状态量是热力状态的单值函数 其数学特性是点函数 状态量的微分可以改成全微分 这个全微分的循环 积分恒为零 而过程量不是热力状态的单值函数 即使在初 终态完全相同的情况下 过程量的大小与其中间 经历的具体路径有关 过程量的微分不能写成全微分 因此它的循环积分不是零而是一个确定的数值 习习习习题题题题 1 1 1 1 一立方形刚性容器 每边长 1 m 将其中气体的压力抽至 1000 Pa 问其真空度为多少毫米 汞柱 容器每面受力多少牛顿 已知大气压力为 0 1MPa 解 1 6 0 1 10 Pa1000 Pa 133 3224742 56 mmHg vb ppp 2 1 21 21 21 2 试确定表压为 0 01MPa 时 U 型管压力计中液柱的高度差 26 1 0 1 10 Pa1000 Pa 99000 N b FA PA PP m 第一章 基本概念 课后答案网 用心为你服务 2 1 U 型管中装水 其密度为 1000kg m3 2 U 型管中装酒精 其密度为 789kg m3 解 由 1 6 式 Pg g z 得到 z g Pg 1 6 3 0 01 10 Z1 01971019 7 109 80665 g P mmm g 水 水 2 6 0 01 10 Z1 24941292 4 789 9 80665 g P mmm g 酒精 酒精 此题目的目的是练习如果通过 U 型管压力计的液柱高度差计算表压力 1 31 31 31 3 用 U 型管测量容器中气体的压力 在水银柱上加一段水图 1 12 测得水柱度 850mm 汞柱度 520mm 当时大气压力为 755mmHg 问容器中气体的绝对压力为若干 解 水柱高 汞柱高级大气压力之间之和即为容器中气体的绝对压力 但各种压力单位要经过换算 barPa BPPP HgOH 7832 1 178320 3224 133 955520 806375 9 850 2 图 1 12 1 41 41 41 4 用斜管式压力计测量锅炉管道中烟气的真空度 管子的倾角 压力计中使用密度为30 800Kg m3的煤油 倾管中液柱长度为 l 200mm 当时大气压力 B 745mmHg 问烟气的真空度为 若干毫米汞柱 绝对压力为若干毫米汞柱 解 1 根据式 1 6 有 2 根据式 1 5 有 3 745784 5 750062 10 739 12 v PBP mHg 此题目的练习真空度 绝对压力 表压之间的关系及压力单位之间的换算关系 1 51 51 51 5 气象报告中说 某高压中心气压是 1025 毫巴 他相当于多少毫米汞柱 它比标准大气压高出 多少毫巴 V 2 Pg l sin30 800 9 80665 0 2 0 5 784 5Pa 80mmH O i i i 图 1 13 第一章 基本概念 课后答案网 用心为你服务 3 解 10251 0251 025 750 062768 81PmbarbarmmHg 或768 81 760 8 81mmHg 8 81 0 750062 11 75mbarPPP 标准 PPP1 025 1 013250 01175bar11 75mbar 标准 此题目的练习压力单位换算 1 1 1 1 6 6 6 6 有一容器 内装隔板 将容器分成 A B 两部分 图 1 14 容器两部分中装有不同压力的气 体 并在 A 的不同部位安装了两个刻度为不同压力单位的压力表 已测得 1 2 两个压力表的表压 依次为 9 82 at 和 4 24 atm 当时大气压力为 745 mmHg 试求 A B 二部分中气体的绝对压力 单 位用 MPa 解 解 6 1 745 mmHg 133 3324 10MPa9 82 at0 0098065 MPa 0 0983MPa0 963MPa 1 0623MPa Abg PPP 2AgB PPP 2 1 0623MPa4 24 atm0 10325 MP 0 6327 MPa BAg PPP 1 71 71 71 7 从工程单位制水蒸气热力性质表中查得水蒸汽在 500 100at 时的比容和比焓为 C V 0 03347m3 Kg h 806 6Kcal Kg 在国际单位制中 这时水蒸汽的压力和比内能各为若干 解 在国际单位制中 这时水蒸汽的压力为 P 100 9 80665 104 9806650Pa 9 80665MPa 由焓的表达式得huApv uhaPv 4 806 6 100 10 0 03347 426 936 728 30kcal kg 728 30 4 1868 3049 25 uhAPv kJ kg 或 此题目的练习工程制与国际制的单位换算 1 81 81 81 8 摄氏温标取水在标准大气压力下的冰点和沸点分别为 0和 100 而华氏温标则相应地取C C 为 32和 212 试导出华氏温度和摄氏温度之间的换算关系 并求出绝对零度 0K 或 273 15 F F C 所对应的华氏温度 图 1 14 3 806 6 4 1868 980650 0 03347 10 3048 84kJ kg uhPv 第一章 基本概念 课后答案网 用心为你服务 4 解 设以表示摄氏温度 表示华氏温度 c t F t 根据摄氏和华氏两