热工基础复习题

1-1倘若容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？解：由可知，压力表的读数会随着大气压力的变化而变化。1-2系统的状态变化在系统与外界没有能量的交换时是否会发生？解：不会。1-3 用气压计测得大气压力为pb=105Pa，求某气体：（1）表压力为1MPa时的绝对压力；（2）真空度为5kPa时的绝对压力；（3）绝对压力为10kPa时的真空度；（4）绝对压力为1.2MPa时的表压力。解：（1）1.1MPa（2）95kPa（3）90kPa（4）1.1MPa1-4 已知N2的分子量M=28，求（1）N2的气体常数R；（2）标准状态下1m3N2的质量；（3）标准状态下N2的比容v0和密度0；（4）p=0.1MPa、t=500时N2的比容v和密度；（5）上述状态下的摩尔容积Vm。解：（1）297J/(kgK) （2）1.25kg （3）0.801m3/kg，1.25kg/m3（4）2.3 m3/kg，0.44kg/m3（5）0.0644 m3/mol1-5一容积为4m3的刚性容器内充有压力p=1.01325MPa、温度t=20的空气，抽气后容器的真空度为700mmHg，当时当地大气压力为756mmHg，求：（1）抽气后容器内气体的绝对压力；（2）抽气后容器内空气质量？必须抽走多少空气，才能保证容器的真空度为700mmHg？解：(1)7.466kPa（2）47.818kg1-6 2.5m3的刚性容器中贮有1kmolN2，当N2的温度为100时，其质量、压力和比容为多少？若将N2冷却至30时，其终压力为多少？解：m=28kgP=1.24MPav=0.089m3/kgp=1.008MPa2-1 一定量的蒸汽，在活塞式气缸内经过了状态变化，其内能增加了3771kJ，如果过程中吸收了3980.5kJ的热量，问涉及的功量为多少？（209.5kJ）2-3 已知汽轮机中蒸汽的流量为qm=40T/h，汽轮机进出口蒸汽的焓值分别为h1=3442KJ/kg ，h2=2448 KJ/kg。（1）试计算汽轮机的功率；（11044.44kW）（2）如考虑汽轮机每小时散热量Q=5105KJ/h，则功率为多少？（10905.57kW）（3）如进口处蒸汽速度为70m/s，出口处蒸汽速度为140m/s，对汽轮机功率影响有多大？（10962.78kW）（4）进出口的高度差为1.6m，对汽轮机功率影响有多大？（11044.61kW）3-1 空气压缩机每分钟从大气中吸取温度t0=17，压力等于当地大气压力pb=750mmHg的空气0.2m3，充入容积为V=1m3的贮气罐中。气罐中原有空气的温度t1=17，表压力为0.5bar，问经过多少分钟才能使贮气罐中气体压力提高到p2=7bar、温度t2=50？（24min）3-3 有一种理想气体，初始时p1=520kPa，V1=0.142m3，经过某种状态变化过程，终态p2=170 kPa，V2=0.274 m3，过程中焓值降低了，H=-67.95kJ。设该气体的定容比热为定值，cv=3.123Kj/(kgK)，求：（1）过程中内能的变化U；（2）定压比热cp；（3）气体常数R。（1）U=-40.69kJ（2）cp=5.215kJ/(kgK)（3）R=2.092kJ/(kgK)3-4 氧气O2由t1=40、p1=1bar被定温压缩到p2=4bar。（1）试计算压缩每1kg氧气所消耗的技术功；（2）如果按绝热过程压缩，初始状态和终压与上述相同，试计算压缩每1kg氧气所消耗的技术功；（3）将它们表示在同一个p-v图和T-s图上，试比较两种情况技术功的大小。（1）-112.79kJ（2）（氧气为双原子分子，k=1.40。）w=-138.39kJ3-5 某气体在定压下从安装温40加热至750，并作了容积变化功w=184.6kJ/kg，设比热为定值，试确定该气体的R值，并求其内能的变化、吸热量和熵的变化。R=260J/(kgK)u=461.17kJ/kgq=645.77kJ/kgs=1.077kJ/(kgK)3-6 已知工质的两个状态点，求经此两点所进行的多变过程的多变指数。已知状态参数：（1）p1=10200mmH2O，p2=12500mmH2O，t1=20，t2=350；（2）p1=80000mmH2O，p2=160000mmH2O，v1=0.080m3/kg，v2=0.20 m3/kg。（1）n=-0.369（2）n=-0.7563-7 空气的容积V1=2m3，由p1=0.2MPa，t1=40压缩至p2=1MPa，V2=0.5m3。求过程的多变指数、压缩功、气体在过程中所放出的热量，以及气体熵的变化。设空气定容比热为定值cv=0.717kJ/(kgK)。（n=1.16，W=-625kJ，Q=-372.16kJ，S=-1.06kJ/K）4-1 按卡诺循环工作的内燃机，每一循环所作的静功为1373J，供给的热量为3100J，高温热源的温度为250，求低温热源的温度为多少？（291.45K）13.高、低温热源的温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大，愈有利？试证明你的结论。14.有报告说一台热机工,作于 t1=427和 t2=227两恒温热源之间，当工质从高温吸热为 5104 kJ时，对外作功 10kWh，而排给低温热源的热量恰为两者之差。试分析其可能性。15.气缸中，在承受一定质量的活塞下盛有0.2kg的空气，其温度t1=20，占据的容积V1=0.1m3，当加入20kJ热量后，问空气的温度t2、压力p2，容积v2为多少？气体做功多少？并求内能、焓、熵的变化量？设空气的比热容为定值。传热学1.炉墙由保温材料组成，一层是耐火砖，一层是红砖，厚度均为250mm，导热率分别在0.6W/(mK)和0.4 W/(mK)，炉墙内外墙温度分别为700和80不变，试求：（1）通过炉墙的热通量（590W/m2）（2）如果用导热系数为0.76 W/(mK)的珍珠岩混凝土层代替红砖并保持炉墙的热通量及其他条件不变，试确定该保温层的厚度。2.三层平壁，中间层是铜板，两侧是不锈钢板，；，内外两侧壁面的温度分别为。试求热通量q，并确定忽略铜板热阻时的热通量。（1）q=1.163（W/m2）（2）q=1.2（W/m2）3.蒸气管道的内直径为160mm，外直径为170mm，热导率为50 W/( mK)，管道外包有两层保温材料，第一层保温材料厚度为30mm，热导率为0.15 W/(mK)，第二层保温材料厚度为50mm，热导率为0.08 W/(mK)，蒸汽管外壁温度为300，两保温层交界面处的温度为223，试求（1）单位管长蒸汽管的热损失及蒸汽管内壁和保温层最外表面的温度。（2）若将两保温材料互换位置，保持原来的厚度，蒸汽管的内壁面及保温层最外表面的温度维持不变，此时的热损失又为多少？4.有三层平壁，已测得各表面和交界面温度分别为873K，653K，473K和333K，在定态导热情况下，问各层的导热热阻在总热阻中所占的比例各为多少？5.直径为的钢管用30mm厚的软木包扎，其外又敷以保温灰作为保温层。现已知钢管外壁面温度为163K，工程要求绝热层外表面的