2kg气体在0.5mpa下定压膨胀答案

2kg气体在0.5mpa下定压膨胀答案篇一：工程热力学课后题答案

习题及局部解答

第一篇工程热力学第一章根本概念

1.2.3.

指出以下各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量：答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。

指出以下物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，密度。用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段水。假设水柱高

200mm，水银柱高800mm，如图2-26所示。大气压力为735mmHg，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa？解：根据压力单位换算

pH2Op4.

锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。假设斜管倾角p气的绝对压力〔用MPa表示〕解：

p5.一容器被刚性壁分成两局部，并在各部装有测压表计，如图2-28所示，其中C为压力表，读数为

110kPa，B为真空表，读数为45kPa

表示〕

。假设当地大气压

pbpgA6.试述按以下三种方式去系统时，系统与外界见换的能量形式是什么。

〔1〕.取水为系统；

〔2〕.取电阻丝、容器和水为系统；〔3〕.取图中虚线内空间为系统。答案略。

7.某电厂汽轮机进出处的蒸汽用压力表测量，起读数为13.4MPa；冷凝器内的蒸汽压力用真空表测量，

mmHg。假设大气压力为0.098MPa，试求汽轮机进出处和冷凝器内的蒸汽的绝对压力其读数为706

〔用MPa表示〕8.测得容器的真空度

p1pv压变为

求此时真空表上的读数为多少

mmMPa

？

9.假设气压计压力为83kPa，试完成以下计算：〔1〕.绝对压力为0.1MPa1时的表压力；

〔2〕.真空计上的读数为70kPa时气体的绝对压力；〔3〕.绝对压力为50kPa时的相应真空度〔kPa〕；〔4〕.表压力为0.25MPa时的绝对压力〔kPa〕。〔1〕.

pgp〔2〕.〔3〕.〔4〕.

pvp10.摄氏温标取水在标准大气压下的冰点和沸点分别为0℃和100℃，而华氏温标那么相应地取为32℉和

212℉。试导出华氏温度和摄氏温度之间的换算关系，并求出绝对零度所对应的华氏温度。

tF100℃代入，得将水在标准大气压下的冰点值32F和0℃，以及沸点值292F和

解该二元一次方程组，得：

从而有当t

AtF11.气体进展可逆过程，满足式，并在

tFpVp图上定性画出过程线、示出膨胀功。

答案：略

12.某气体的状态方程为〔1〕.定稳下气体

pVp,v之间的关系；

〔2〕.定压下气体v,T之间的关系；〔3〕.定容下气体

p,T之间的关系。

答案：〔1〕.

p2v1

；〔2〕.

v2T2

；〔3〕.

p2T2

。

第二章热力学第一定律

1.一蒸汽动力厂，锅炉的蒸汽产量为q3

kg/h，输出功率为P，全厂耗煤

qm,c求：

〔1〕.该动力厂的热效率〔2〕.锅炉的效率解：〔1〕.锅炉中蒸汽吸热量

P55000

8

5

热效率

〔2〕.锅炉效率

蒸汽总放热量煤的总放热量19.53600

5

2.系统经一热力过程，放热8kj对外做功26kJ。为使其返回原状态，对系统加热6kJ，问需对系统作功多少？

解：由Q对于返回初态的过程

故需对系统做功28kj。

3.气体在某一过程只能感吸收了54kJ的热量，同时热力学能增加了94kJ。此过程是膨胀过程还是压缩过程？系统与外界交换的功是多少？

答案：此过程为压缩过程；此过程中系统与外界交换的功是p1，对

外做膨胀功506kJ。接着又从终态被压缩到初态，热出热量390kJ，试求：

〔1〕.[膨胀过程空气热力学能的增量；〔2〕.压缩过空气热力学能的增量；〔3〕.压缩过程外界消耗的功。答案：〔1〕.5.闭口系统中施行以下过程，试填补表中的空缺数据。

表中括号内的数为答案。

6.如以下列图，某

封闭系统沿

a〔1〕.系统从a经d至b，假设对外做功10kj，那么吸收热量是多少？

〔2〕.系统由b经曲线所示过程返回a，假设外界对系统左贡23kj，吸收热量为多少？〔3〕.设Uadb答案〔1〕.Qadb〔2〕.Qad

3

〔2〕.Qba〔4〕.Qdb7.容积为1m的绝热封闭的气缸中装有完全不可压缩的流体，如图2-31所示。试问：〔1〕.活塞是否对流体做功？〔2〕.通过对活塞加压，把流体压力从

少？焓变化多少？

答案〔1〕.W

3

p18.一质量为

4500kg的汽车沿坡度为15且在山脚处刚好刹住。假设不计其它力，求因刹车而产生的热量。

Q3440kj/kg，

9.某蒸汽动力装置，蒸汽流量为40t/h，汽轮机进出口处压力表读数为9MPa，进口比为

篇二：热工课后题答案

习题及局部解答

第一篇工程热力学第一章根本概念

1.指出以下各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量：

答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。

2.指出以下物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，

密度。

3.用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段

水。假设水柱高200mm，水银柱高800mm，如图2-26所示。大气压力为735mmHg，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa？解：根据压力单位换算

pH2Op4.锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。假设斜管倾角压力计中使用

pbpp5.一容器被刚性壁分成两局部，并在各部装有测压表计，如图2-28所示，其中C为压力表，读数为110kPa，B为真空表，读数为45kPa。假设当地大气压pb6.试述按以下三种方式去系统时，系统与外界见换的能量形式是什么。

〔1〕.取水为系统；

〔2〕.取电阻丝、容器和水为系统；〔3〕.取图中虚线内空间为系统。答案略。

7.某电厂汽轮机进出处的蒸汽用压力表测量，起读数为13.4MPa；冷凝器内的蒸汽压力用真空表测量，其读数为706mmHg。假设大气压力为0.098MPa，试求汽轮机进出处和

MPa;p28.测得容器的真空度pv9.假设气压计压力为83kPa，试完成以下计算：

〔1〕.绝对压力为0.1MPa1时的表压力；

〔2〕.真空计上的读数为70kPa时气体的绝对压力；〔3〕.绝对压力为50kPa时的相应真空度〔kPa〕；〔4〕.表压力为0.25MPa时的绝对压力〔kPa〕。〔1〕.pg10.摄氏温标取水在标准大气压下的冰点和沸点分别为0℃和100℃，而华氏温标那么相应地取为32℉和212℉。试导出华氏温度和摄氏温度之间的换算关系，并求出绝对零度所对应的华氏温度。

tF将水在标准大气压下的冰点值32F和0℃，以及沸点值292F和100℃代入，得

212解该二元一次方程组，得：A从而有tFtF11.气体进展可逆过程，满足pV答案：略

12.某气体的状态方程为pV〔3〕.定容下气体p,T之间的关系。答案：〔1〕.

p2v1vTpT

〔2〕.2p1v2v1T1p1T1

第二章热力学第一定律

1.一蒸汽动力厂，锅炉的蒸汽产量为qq〔1〕.该动力厂的热效率〔2〕.锅炉的效率解：〔1〕.锅炉中蒸汽吸热量

P55000

8

5

热效率蒸汽总放热量煤的总放热量19.53600

5

2.系统经一热力过程，放热8kj对外做功26kJ。为使其返回原状态，对系统加热6kJ，问需对系统作功多少？

解：由Q对于返回初态的过程

故需对系统做功28kj。

3.气体在某一过程只能感吸收了54kJ的热量，同时热力学能增加了94kJ。此过程是膨胀过程还是压缩过程？系统与外界交换的功是多少？

答案：此过程为压缩过程；此过程中系统与外界交换的功是4.1kg空气由p1〔1〕.[膨胀过程空气热力学能的增量；〔2〕.压缩过空气热力学能的增量；〔3〕.压缩过程外界消耗的功。

答案：〔1〕.表中括号内

6.如以下列图，沿a某封闭系统

途径由状态吸入热量功40kj，试

90kj，对外做

问：

〔1〕.系统从a经d至b，假设对外做功10kj，那么吸收热量是多少？

〔2〕.系统由b经曲线所示过程返回a，假设外界对系统左贡23kj，吸收热量为多

少？

〔3〕.设Uadb多少？

答案〔1〕.Qadb7.容积为1m的绝热封闭的气缸中装有完全不可压缩的流体，如图2-31所示。试问：〔1〕.活塞是否对流体做功？

〔2〕.通过对活塞加压，把流体压力从p1学能变化多少？焓变化多少？

答案〔1〕.W3

kg的汽车沿坡度为15的山坡下行，车速为300m/s。在距山脚100m处8.一质量为4500

开始刹车，且在山脚处刚好刹住。假设不计其它力，求因刹车而产生的热量。Q9.某蒸汽动力装置，蒸汽流量为40t/h，汽轮机进出口处压力表读数为9MPa，进口比为

3440kj/kg，汽轮机出口比焓为2240kj/kg，真空表读数为95.06kPa，当时当地大气压

力为98.66kPa，汽轮机对环境放热为。试求：

〔1〕.汽轮机进出口蒸汽的绝压各为多少？

〔2〕.单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少？〔3〕.汽轮机的功率为多少？答案〔1〕.

p1〔2〕.〔3〕.P〔4〕.考虑进出口动能差后4

kj/kg，10.进入冷凝器的泛汽的蒸汽为p篇三：物理化学教程课后习题答案

第一章化学热力学根底

姓名：刘绍成学号：120223208026金材10-1-16-34

P82(1-1)10mol理想气体由25℃，1.00MPa。设过程为：〔i〕向真空膨胀；〔ii〕对抗恒外压0.100MPa膨胀。分别计算以上各过程的

(i)(ii)

外

〔ii〕P1V11=24.777m3;

6

24.777因为是恒温过程，故V2=P2V1=0.1=247.77m3

W=-1

v2

小结：此题考察真空膨胀的特点及恒外压做功的求法，所用公式有：PV=nRT;

PV

T

=常数；W=-1

v2

P82(1-3)473k,0.2MPa，1dm3的双原子分子理想气体，连续经过以下变化：〔I〕定温膨胀到3dm3；〔II〕定容升温使压力升到0.2MPa；〔III〕保持0.2MPa降温到初始温度473K。〔i〕在p-v图上表示出该循环全过程；〔ii〕计算各步及整个循环过程的Wv、Q，ΔU，及ΔH。双原子分子理想气体Cp,m=7R。解：

P1V1=nRT1n=P1V1=P2V2P1P2

V1

P1V1RT1

=

0.28.3145mol=0.0509mol,

3

×0.2×106=0.067MPa,

T1=

6

1

0.2(i)恒温膨胀△Ui=0，△Hi=0.Wi=-v2

1

v2Pdv=-nRTlnv1

=-0.0509×8.3145×473×ln3=-219.92J.

(ii)等体过程因为是等体积过程所以Wii=0,Qii=△Uii=nCV,m△T=n(Cp,m-R)(T2-T1)=0.0509×((1419-473)=1000.89J;

△Hii=nCp,m△T=0.0509×3.5×8.3145×(1419-473)=1401.2J.

7

2

-1)×8.3145×

(iii)等压过程Wiii=-P△V=-P(V1-V

2)=-0.2×106×(1-3)×10-3=400J;

△Hiii=nCp,m△T=0.0509×3.5×8.3145×(473-1419)=-1401.2J△Uiii=nCV,m

△

T=0.0509

×

2.5

×

8.3145

×

(473-1419)=-1000.89JQ=△U-W=-1000.89-400=-1400.89J

在整个过程中由于温度不变所以△U=0,△H=0;Q=-W=-180.08J.

小结：此题考察了恒温过程、等体过程以及等压过程的公式应用，内能和焓只是过于温度的函数。所用公式有：Cp,m-CV,m=R;△U=nCV,m△T;△H=nCp,m△T;W=-P△V

P82(1-4)10mol理想气体从2×106Pa、10-3m3定容降温，使压力降到2×105Pa，再定压膨胀到2×10-2解：n=10mol,P1=2×106Pa,V1=10-3m3,

,T〕P2=2×105PaV2=2×10-2m3

3

V

P1V1=nRT1T1=

P2P1

P1V1

=23.77K

T2=

v2

T1=0.1×23.77K=2.377K;T3=v1

T2=23.77K;

WI

II=-1

v2

QI=△UI=nCv,m△T=nCv,m(T2-T1△U2=nCv,m(T3-T2)

△HI=△UI+△PV=△U+nR(T2-T1II=△HII=△UII+△PV=△UII+nR(T3-T2)WV=WI+WII=-P2(T2-T1)=-2×105×(10-2-10-3)=-1800J因为T1=T2所以△U=0，△H=0;Q=-W=1800J.

小结：此题考察U=f(T);H=f(T);以及热力学第一定律的公式U=W+Q.

P821-510mol理想气体由25℃，106Pa膨胀到25℃，105Pa，设过程为：〔i〕自由膨胀；〔ii〕对抗恒外压105Pa膨胀；〔iii〕定温可逆膨胀。分别计算以上各过程的W、Q、ΔU和ΔH。

解：〔i〕自由膨胀P外=0，由W=-PΔV得W=0；又因是等温过程，所以△H=0，△U=0，故Q=0.

〔ii〕因是等温过程，所以△H=0，△U=0;Wv=-P(V2-V1)=-105(=-105×(

105

nRTP2

-

1

))=22.3J

-

106

Q=△U-W=22.3J

〔iii〕因是等温过程，所以△H=0，△U=0;Wv=-v2

1

v2

Pdv=-nRTlnv1

=-10×8.314×298×ln10=-57.05KJ;

Q=-Wv=57.05KJ

小结：此题考察U