工程热力学课后作业答案第五版(全)

1、2-2.已知N2的M28，求（1）N2的气体常数；（2）标准状态下N2的比容和密度；（3） p=0.1MPa，t=500时的摩尔容积Mv。解：（1）N2的气体常数T1=t1+273 T2=t2+273压入的CO2的质量（3） （4）m=m1-m2=vRT2(p2-p1T1) （5）将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m3的空气，如外界的温度增高到27，大气压降低到99.3kPa，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m3，问鼓风机送风量的质量改变多少？ 解：同上题R=R0M=831428296.9J/(kg·

2、;K)（2）标准状态下N2的比容和密度v=RTp=296.9´27310132530.8m/kg3m=m1-m2=41.97kgvRT2(p2-p1T1)=300287(99.3300-101.325273)´1000r=1v1.25kg/m2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15、压力为0.1MPa的空气3 m3，充入容积8.5 m3的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力提（3）p=0.1MPa，t=500时的摩尔容积MvMv 2-3把CO2压送到容积3m3的储气罐里，起始表压力pg1=30kPa，终了表压力pg2=

3、0.3Mpa，温度由t145增加到t270。试求被压入的CO2的质量。当地大气压B101.325 kPa。 解：热力系：储气罐。 应用理想气体状态方程。压送前储气罐中CO2的质量R0Tp高到0.7MPa？设充气过程中气罐内温度不变。64.27m/kmol3解：热力系：储气罐。 使用理想气体状态方程。 第一种解法：首先求终态时需要充入的空气质量m2=p2v2RT2=7´10´8.5287´2885kg压缩机每分钟充入空气量m=pvRT=1´10´3287´2885kg所需时间m1=p1v1RT1t=m2m=19.83min压送后储气罐中

4、CO2的质量第二种解法m2=p2v2RT2根据题意容积体积不变；R188.9p1=pg1+B p2=pg2+B（1） （2）pv=const0.7MPa、8.5 m3的空气在0.1MPa下占体积为V1=p2V2P1=59.5 m33T=，则pvmR=6361K压缩机每分钟可以压缩0.1MPa的空气3 m要压缩59.5 m3的空气需要的时间217 如果忽略空气中的稀有气体，则可以认为其质量成分为go2=23.2%，gN2=76.8%。试求空气的折合分子量、气体常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度。 解：折合分子量t=59.53=19.83min28 在一直径为400mm的活塞上置有质量为30

5、00kg的物体，气缸中空气的温度为18，质量为2.12kg。加热后其容积增大为原来的两倍。大气压力B101kPa，问：（1）气缸中空气的终温是多少？（2）终态的比容是多少？（3）初态和终态的密度各是多少？解：热力系：气缸和活塞构成的区间。 使用理想气体状态方程。 （1）空气终态温度M=1å气体常数giMi=10.23232+0.7682828.86R=R0M=831428.86288J/(kg·K)T2=V2V1T1=582K容积成分（2）空气的初容积p=3000×9.8/(r)+101000=335.7kParo2=go2M/Mo220.9 rN2=120.979.1V1=mRT1p=0.527 m3标准状态下的比容和密度空气的终态比容v2=或者V2m=2V1mr=0.5 m3/kgM22.4=1.288 kg /m3v=1r0.776 m3/kgv2=RT2p=0.5 m3/kg2-18 已知天然气的容积成分rCH4（3）初态密度=97%，r1=mV11v2=4 kg /m3rC2H6=0.6%，rC3H，8=0.18%=0.2%r2=2-9=2 kg /m3rC4H10=0.18%rCO，rN2=1.83%。试求：（1）6解：（1）氮气质量 天然气在标准状态下的密度； 各组成气体在标准状态下的分压力。m=