工程热力学第三章答案ppt课件

.,1,工程热力学第三章习题课,.,2,1、已知某气体的分子量为29，求：（1）气体常数；（2）标准状态下的比体积及千摩尔容积；（3）在P=0.1MPa，20时的比体积及千摩尔容积。,.,3,1、已知某气体的分子量为29，求：（1）气体常数；（2）标准状态下的比体积及千摩尔容积；（3）在P=0.1MPa，20时的比体积及千摩尔容积。,.,4,3、某储罐容器为3m3，内有空气，压力指示为0.3MPa，温度计读数为15，现由压缩机每分钟从压力为0.1MPa，温度为12的大气中吸入0.2m3的空气，经压缩后送入储罐，问经多长时间可使储罐内气体压力升高到1MPa、温度升到50？,解：由题意知：因为:,对储罐容器内原有的气体：,对输入储罐容器的气体,所以t=72.79min。,由题意知：,对达到要求后总的气体,.,5,4、若将空气从27定压加热到327，试分别用下列各法计算对每千克空气所加入的热量，并进行比较。（1）比定值热容法；（2）平均比热容法；（3）比热容经验公式法；（4）应用空气热力性质表。并利用比定值热容法计算空气内能和熵的变化。,解：(1)依据热力学第一定律有,对于定压流动，,故,（1）按比定值热容计算由附表3可查得空气的比定压热容：cp=1.004kJ/(kgK),.,6,采用内插法，得,所以,查附表4可知：,（2）按平均比热容计算因为t1=27，t2=327,.,7,(3).按比热容经验公式计算查附表2知：,空气分子量M=29，则,（4）应用空气热力性质表计算：查附表6，得,。,.,8,（5）利用比定值热容法计算空气内能和熵的变化空气内能的变化：因为,由附表3查得空气的比定压热容：,所以,空气熵的变化：因为,又因为空气是定压加热的，所以,故,.,9,6、两股压力相同的空气混合，一股温度400，流量120kg/h；另一股温度100，流量150kg/h。若混合过程是绝热的，比热容取为定值，求混合气流的温度和混合过程气体熵的变化量。,.,10,6、两股压力相同的空气混合，一股温度400，流量120kg/h；另一股温度100，流量150kg/h。若混合过程是绝热的，比热容取为定值，求混合气流的温度和混合过程气体熵的变化量。,.,11,6、两股压力相同的空气混合，一股温度400，流量120kg/h；另一股温度100，流量150kg/h。若混合过程是绝热的，比热容取为定值，求混合气流的温度和混合过程气体熵的变化量。,.,12,6、两股压力相同的空气混合，一股温度400，流量120kg/h；另一股温度100，流量150kg/h。若混合过程是绝热的，比热容取为定值，求混合气流的温度和混合过程气体熵的变化量。,.,13,8、一绝热刚性容器被隔板分成A、B两部分。A中有压力为0.3MPa、温度为200的氮气，容积为0.6m3；B中有压力为1MPa、温度为20的氧气，容积为1.3m3.现抽去隔板，两种气体均匀混合。若比热容视为定值，求：（1）混合气体的温度；（2）混合气体的压力；（3）混合过程各气体的熵变和总熵变。,解：（1）混合气体的温度取容器中两种气体为系统，则系统与外界无热量和功交换，依据热力学第一定律有,，即U1=U2。,其中，,.,14,查附表3有：,.,15,（2）混合气体的气体常数,（3）混合过程各气体的熵变和总熵变,.,16,9、容积为20升的氧气瓶中充入氧气后，压力为11MPa，温度为15，试用理想气体状态方程计算钢瓶内氧气的质量，并用压缩因子图校正。,解：查表得氧气的临界参数为查压缩因子图得，z=0.95所以有：,.,17,13、利用水蒸气表值填下表中的空白项,.,18,17、某水蒸气锅炉的蒸发量为2000kg/h，正常工作时锅炉内压为1.4MPa，进水温度为20，输出的是干饱和蒸汽，试求加热速率是多少？若锅炉容积为5m3，1.4MPa的水占4m3，堵死锅炉进出口，试计算经过多少时间可以使锅炉达到其爆炸压力4MPa？不计锅炉本身的吸热量。,解：（1）加热速率对于输出的蒸汽：由于x=1.0，查附表14可知：,对于进水：因为,，为未饱和水。查附表15，可知：,由,.,19,可知：,所以加热速率为：,（2）爆炸时间1.4MPa下，由于,查附表14可知：,.,20,由杠杆规则：,再由,，查附表14可知：,由于物质没有外漏，故湿蒸汽的比体积没有变化，即：,.,21