工程热力学习题集

本文格式为Word版，下载可任意编辑——工程热力学习题集第一章基本概念及定义

1、确定与1bar压力相当的液柱高度，假定测压流体为酒精（其密度为）。2、假使气压计压力为83kPa，试完成以下计算：

绝对压力为0.15Mpa时的表压力；

真空计上读数为500mm水银柱时的气体的绝对压力；

绝对压力为0.5bar时相应的真空度（mbar）；表压力为2.5bar时的绝对压力（kPa）。3、水银压力计测量容器中气体的压力时，为避免水银蒸发，在水银柱上加一

段水，水柱高900mm，如图1－17所示。当时当地气压计上水银柱高度为Pb=755mm，求容器内气体的绝对压力为多少MPa和多少at？4、测冷凝器中压力的真空计上水银柱高度为PV=600mm，气压计上水银柱的

高度为Pb=755mm，求容器中气体的绝对压力为多少MPa和多少at？又若

冷凝器内气体压力保持不变，而大气压力变化到Pb'=770mm水银柱，问此时真空表上的读数有变化吗？假使有，变为多少？

5、锅炉烟道中的烟气压力常用上部开口的斜管测量，如图1－18所示。若

已知斜管倾角

，压力计中使用

的煤油，斜管中液柱长

度L=200mm，当地大气压力表示）。

解：

=0.1Mpa。求烟气的绝对压力（用Mpa及at

烟气的绝对压力6、容器被一刚性壁分s

力计，如图1－19所上的读数为0.11Mpa。的读数，及容器两部

7、上题中，若表C为真空计，读数为24kPa，表B读数为36kPa，试确定表A的读数（Mpa）。8、试验设备中空气流过管道，利用压差计测量孔板两边的压差。假使使用

的是水银压差计，测得液柱高为300mm，水银密度为

1-20），试确定孔板两边的压差。

图

为两部分，在容器的不同部位安装有压

示。压力表B上的读数为75kPa，表C假使大气压力为97kPa，试确定表A上分内气体的绝对压力。

9、气体盛在A,B两气缸

1-21。活塞的质量为

内，用一个具有不同直径的活塞联在一起，如图10kg，气体在缸A内的压力为

，试计

算气缸B

解：通过活塞作用在气缸B内气体上的总力为

10、气体初态为

功。

，在压力为定值的条件下膨胀到，求气体膨胀作的

11、某气缸内盛气体，缸内活塞自重2kgf，面积为，上方压有质量为m的重物。上述系统处于

平衡时，测得缸内气体表压力为0.2Mpa，求活塞上重物的质量m。12、一个温度标尺，单位为“米制度〞，用“

及1000

。

间的关系；及210

。

〞表示。在此温度标尺上选取水的冰点和汽点分别为100

（1）假使标尺是线性的，试导出该温度标尺的温度与相应的摄氏温标上的读数

（2）在此新的温标尺上，热力学温标的绝对零度所对应的读数为多少？13、一个新的温度标尺[我们称之为热力学度（

）这样定义：水的冰点和汽点分别取为10

与相应的摄氏温标上的读数

（1）假使温度标尺是线性的，试导出该温度标尺的温度

间的关系；

（2）若此温标上的读数为0，则绝对温度为多少K？14、理想气体状态方程式为pv=RT，试导出：

（1）定温下气体p,v间的关系；（2）定压下气体v,T间的关系；（3）定容下气体p,T间的关系。15、把

压送到容积为

，温度由

。

解：充气前气罐内气体绝对压力

充气后气体压力p2

CO2的充气常数

充气后气体质量m2压入气罐内气体质量

得贮气罐里，气罐内起始表压力

增加到

。试求被压入的

，终了时的表压力的质量。当时当地大气压

其次章热力学第一定律

1、0.5kg的气体，在气缸活塞机构中由初态=0.7Mpa、在以下各过程中气体完成的功量及比功量：

＝0.02，准静膨胀到。试确定

（1）定压过程；（2）＝常数。2、为了确定高压下稠密气体的性质，取2kg气体在25MPa下从350K定压加热到370K。气体初终状态下的容积分别为0.03及0.035，参与

气体的热量为700kJ，试确定初终状态下的内能之差。

3、气体在某一过程中吸入热最量12kcal，同时内能增加了20kcal，问

此过程是膨胀过程还是压缩过程？对外交换的功量为多少？

4、1kg空气由＝1MPa、＝500膨胀到＝0.IMPa、＝500，得到热量5O6kJ,作膨胀功506kJ。

又，在同一初态及终态间作其次次膨胀，仅参与热量39.1kJ，求：（1）第一次膨胀中空气内能增加多少？（2）其次次膨胀中空气内能增加多少？（3）其次次膨胀中空气作了多少功？解：取空气为闭系

（1）第一次膨胀中空气内能的变化量

（2）其次次膨胀中空气内能的变化量

由于在同一储态及终态作其次次膨胀，而内能为整函数，故

（3）其次次膨胀中空气作容积变化功W25、闭系中实施某过程，试填补表中空缺之数：

6、其

p(体且＜

气

气体听从状态v-b)=RT。式中，R常数，b为另一常对于任何v存在v。（a）试导出每体

从

初

始

容

积

膨

方程为气数，0＜b千克胀

到

终的是过态表理程容达想所

积所作准静功式；（b）假使气体气体，进行同样的作的功是多些还是少些？

7、如图2－25所示，某封闭系统沿a－c－b途径由状态a变化到状态b时,吸入热量84kJ，对外作功32kJ。

（1）若沿途径a一d-b变化时对外作功10kJ，求此时进入系统的热量。（2）当系统沿曲线途径从b返回到初始状态a时，外界对系统作功20kJ。求此时系统与外界交换热量的大小和方向。（3）

、

时，过程a－d和d－b中交换的热量又是多少？

解：

热量为负，说明系统向外界放热

8、某蒸汽动力厂中，锅炉以40Xkg／h的蒸汽供给汽轮机。汽轮机进口处压力表上读数为9MPa，

蒸汽的比焓为3440kJ／kg，汽轮机出口处真空表上读数为730.6mm汞柱高，当时当地大气压是760mm汞柱，出口蒸汽的比焓为2245kJ／kg，汽轮机对环境放热6.85×kJ／h。（1）汽轮机进出口蒸汽的绝对压力各是多少?

（2）若不计蒸汽进出口的宏观动能的差值和重力位能的差值，汽轮机的功率是多少千瓦？（3）若进出口处蒸汽的速度分别为70m／s及140m／s时，对汽轮机的功率影响多大？（4）如进出口的高度差为1.6m，问对汽轮机的功率有多大影响？9、某冷凝器内的蒸汽压力

为0.08at。蒸汽以100m／s的速度进入冷凝器，其焓为500kcal／kg，蒸汽冷却为水后其焓为41.6kcal／kg，流出冷凝器时的速度约为10／S。同每千克蒸汽在冷凝器中放出的热量是多少

kJ？

10、某燃气

轮机置如

图

2.

2

6示。已知燃料和空气的合物

在截面1以20m／s的度进入燃烧室并在定压下烧，使工质吸热

量q＝879kJkg。燃烧后燃气进入管，绝热膨胀到状态3

，流速增到

。此后燃进入动叶，推动转轮回作功。若燃气在动叶中热力

状

态不变

，

最

后离燃气轮机

的

速

度

＝

1

5

／s，求：（1）燃气在喷管出口流速；（2）

每

千克

燃

气在燃

轮机中所

作的功

；

（3）

燃气流量5.23

kg/s时，燃气

轮

机

功率

（kw

）。

解：

（1）燃气流速

取截面1至截