热工参考资料基础3章部分习题答案及附加例题

1、1.5题略已矢口 ： = 0.8 g /cnr = 800 kglnr I = 200 nun = 0.2 mh = /sin30 = 0.2 x 0.5 = 0.1 in烟气的真空度为：pv = p g h = 800 x 9.81 xO.2sin3O = 784.8 PaV 1 mmH2O = 9.80665 Pa1 Pa = 0.10197 mmHzOpv = 784.8 Pa = 80.027 m/tiH2O烟气的绝对压力为：p =儿一 pv = 745 x 133.3224 - 784.8 = 98540 .388 Pa = 98.540 kPa2.2填空缺数据（兰色）:过程Q/kJ

2、W/kJAU/kJ1-21390013902-303953953-4-10000-10004-10-552.9题略已知：Di = 0.4 in, pi =150 kPa,且气球内压力正比于气球直径，即p = 太阳辐射加热后Di = 0.45 m求：过程中气体对外作功量解：由 1=0.4 in, pi=150 kPa,可求得：k =375 kPa/mdW = pdV = kDd（-D3） = - kDclD評滋”評砖胡）= 2.27 kJ答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ3.6题略解：由题意： = () f T2=Ti = 600K由理想气体气体状态方程，有：理1 =竺=辿1/A=l/?

3、=2.0 xl05 Pa7； T2 7；1 -3r,A5 =心=mRv In 冬=-mR In= 0.005 x 0.208x In 3= 1.1426x10 kJ/K = A426J/K3.7题略解：(1)混合后的质量分数：cocoi = 5.6 %, coo2 =16.32 % f (oo =2 %, 少“ =76.08 %折合摩尔质量：Meg = 2&856 kg/kmol折合气体常数：Req = 288.124 J/ (kg K)体积分数：0c()2 = 3.67 % 90()2 =14.72 % 9 (pmo =3.21 % 90Z =7&42 %(5)各组分气体分压力：pc =0.

4、04416 MPa ,pniO =0.00963 MPa , pz =0.2353 MPaF面是附加的一些例题，供参考:一、试求在定压过程中加给理想气体的热量中有多少用来作功？有多少用来改变工质的热力学能（比热容取定值）？解：丁定压过程总加热量为：qcPAT其中用来改变热力学能的部分为：Au=cvAT定压过程用来作功的部分为：W二、2kg某种理想气体按可逆多变过程膨胀到原有体积的3倍，稳定地从300C 降低到60-C,膨胀过程中作功418.68 kJ,吸热83.736 kJ,求：（1）过程的多 变指数；（2）气体的Cp和cy。解：（1）过程的多变指数：由理想气体状态方程：PV = mRJ因质量

5、不变，所以_ 573x3_ 333 x 1= 5.162nn由多变过程的过程方程：= P2V2质量不变，可推得： P1X =两边取对数lnp+nln% =ln p2+nlnV2In p2-lnp,lnV,-lnV2Inf止 s丿也丿h 5162；=1.494（2）气体的和由闭口 系能量方程： = 0 - W = 83.736 - 41 &68 = -334.944 kJ AU = mcvT2 _7)AU q = 4_7；)-334.962(333 573)=0.6978 kJkgK)又 vt； = Il WAH = Q -比=83.736-1.494 x 418.68 = -541.772 k

6、J AH =mcp(T2-Tl)A/7m(T2-TJ 541 /7722(333 -573)= 1.1287 kJgK)三、容积为V=0.6m3的压缩空气瓶内装有压力pi=10 MPa,温度Ti=300K 的压缩空气，打开瓶上阀门用以启动柴油机。假定留在瓶内的空气进行的 是可逆绝热膨胀（定爛过程，不发生热传导，但不是温度不变，所以不是热力学能不变的过程）。设空气的定压比热容为q=1.005 kj/（kg - K）, Rg=0.287kJ/（kg*K）,问：（1）瓶中压力降低到p2=0.7、IPa时，用去了多 少千克空气？（2）过了一段时间后，瓶中空气吸热，温度又恢复到300K, 此时瓶中空气的

7、压力为多大？解：（1）皿时用去了多少千克空气由定爛过程的过程方程：（反复用到的2个公式）和理想气体状态方程：这里m是剩下气体的质量K=CP/ Cv= CP/ Cp-Rg（迈耶公式）匕0.4可推得： T. =T厶 =300 x =1403296K Pj 丿= 69.1 kg_10 x106x0.6RJ 287x3000.7x106x0.6287x140.3296= 104kg加=加一 m2 = 59.3 kg（2） T又恢复到300 K时，p3=?V.= 10.4x287x300 = 1 4924a/0.6四、将500kg温度为20C的水在i=0.1Mpa的压力下用电加热器定压加热到90C,大气

8、环境温度为209,水的比热取4.187 k,J/（kg K）,若不计散热 损失，求此加热过程消耗的电力及做功能力损失。解：取500kg水和电加热器作为孤立系统，水温升高所需的热量：Q = mcM = 500 x 4.187（90-20） = 146545 kJ水温升高所需的热量二消耗的电力，所以消耗的电力为146545 kJ.该加热过程将高品质的电能变为热能，能量品质降低。孤立系统的嫡增为T3634 = mcn -1 = 500 x4.187 In- = 448.49 kJ/K（电加热器箱增为 0）7i293损失为：I = TAS曲=293 x 448.49 = 131408 kJ五.设大气压

9、力为0.1 MPa,温度为30-C,相对湿度 = 0.6,试利用水蒸汽性质表计算求得湿空气的露点温度.绝对湿度、比湿度及干空气和水蒸汽的 分压力。解：由2309 査附表la得：必= 4.2451 kPa(p=pv /p$=06/ pv = (f).ps=0.6 X 4.2451 = 2.54706 kPa再利用附表lb查处对应的饱和温度，（线性插值）得露点温度:= 17.5403 +24.1142-17.54030.003 0.002x (0.00254706- 0.002) = 21.1366 #C绝对湿度:比湿度:2.547068314.518x303=0.018198焙/加3=18g/0

10、 = 0.622P 一 Pv=0.622 x2.54706100 - 2.54706= 0.01626p(i = p pv= 1002.54706 = 97.45294 kPa六、设干湿球温度计的读数为2 30C, tw = 25-C,大气压力=0.1 MPa,试 用（I图确定空气的、血、申、fd各参数，然后査表计算求得丹、P。解：由2309、tw =25eC在3t图上找到所求湿空气状态点，然后读出该状态 对应的爪、0加：h76 kj/kg (a) J=(o 0018 kg/kg (a)066.5 %ta = 23#C计算得：Pv (p.ps=0.665 X 0.0042451 = 0.002

11、823 MPa = 2.823 kPa（处査附表1-a）Pv20.17/m32 *23Q 一 二 2016951 kg/m38314.5 x30318七、某实验室每分钟需要压力为6 MPa的压缩空气20标准立方米，现采用两级压缩、级间将空气冷却到初温的机组进行生产，若进气压力pi=0lMPa,温度h=2or,压缩过程的多变指数W=1.25o求：（1）压缩终了的空气温 度；（2）压气机的耗功率；（3）若改用单级压缩，压缩过程的多变指数 仍为=1.25,再求压缩终了的空气温度和压气机的耗功率。解：（1）压缩终了空气的温度：匚=7； =(/) =293x7.746 125 =441.2 K(2)压气机耗功率A：101325xl0 x20287x273需要的20标准立方米（标准状态：=101.325 kPa,巾=：（TC）空气流量为:=25.86 (kg/min) = 0.431 伙 g/ $)P = 2 匕=2m wci = 2mRm-TJH