1、更多相关资料资料下载服务 http:/ http:/ 的 M28，求（1） 的气体常数；2N2N（2）标准状态下 的比容和密度；（3）， 时的摩尔容积 。Pap.050tMv解：（1） 的气体常数2N296.98340MR)/(KkgJ（2）标准状态下 的比容和密度20.8103579.6pTvkgm/3 1.25/kg（3） ， 时的摩尔容积MPa.tv 64.27pTR0kmol/32-3把 CO2 压送到容积 3m3 的储气罐里，起始表压力 kPa，终了表压力01gMpa，温度由 t145 增加到3.2pt270。试求被压入的 CO2 的质量。当地大气压 B101.325 kPa。解：热
2、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1RTvpm压送后储气罐中 CO2 的质量2根据题意容积体积不变；R188.9（1）Bpg1（2）2（3）7tT（4）压入的 CO2 的质量（5）)1(1TpRvm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 10)2735.0.9(283)1(21 TpRv41.97kg2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入
3、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高到 0.7MPa？设充气过程中气罐内温度不变。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kg2875.102RTvpm压缩机每分钟充入空气量kg35v所需时间19.83minmt2第二种解法将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为 0.1MPa 一定量的空气压缩为 0.7MPa 的空气；或者说 0.7MPa、8.5 m3 的空气在 0.1MPa 下占更多相关资料资料下载服务
4、http:/ http:/ constpv0.7MPa、8.5 m 3 的空气在 0.1MPa 下占体积为m35.91.08721PV压缩机每分钟可以压缩 0.1MPa 的空气 3 m3 ，则要压缩 59.5 m3 的空气需要的时间19.83min5.928 在一直径为 400mm 的活塞上置有质量为3000kg 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582K
5、2TV（2）空气的初容积p=30009.8/(r 2)+101000=335.7kPa0.527 m3pR1空气的终态比容0.5 m 3/kgVv2或者0.5 m3/kgpRT（3）初态密度4 kg /m 3527.01V2 kg /m3v2-9 解：（1）氮气质量7.69kg308.2965.17RTpv（2）熔化温度361K.76v214 如果忽略空气中的稀有气体，则可以认为其质量成分为 ，%2.3go。试求空气的折合分子量、气体8.762N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28.862876.03.11iMg气体常数28886.2140R)/(KkgJ容积成分20.
6、92/22Mogro120.979.12N标准状态下的比容和密度1.288 kg /m 34.86. 0.776 m3/kg1v2-15 已知天然气的容积成分 ，%974CHr， ，%6.02HCr18.03Cr， ，18.4 2.O。试求：Nr（1） 天然气在标准状态下的密度；更多相关资料资料下载服务 http:/ http:/ 各组成气体在标准状态下的分压力。解：（1）密度 10/)283.42.0581.48.036.197( iMr16.48 30 /.0428.6. mkg（2）各组成气体在标准状态下分压力因为： pri98.285kPa325.10*%974CH同理其他成分分压力分
7、别为：（略）31 安静状态下的人对环境的散热量大约为400KJ/h，假设能容纳 2000 人的大礼堂的通风系统坏了：（1）在通风系统出现故障后的最初 20min内礼堂中的空气内能增加多少？（2）把礼堂空气和所有的人考虑为一个系统，假设对外界没有传热，系统内能变化多少？如何解释空气温度的升高。解：（1）热力系：礼堂中的空气。闭口系统根据闭口系统能量方程 WUQ因为没有作功故 W=0；热量来源于人体散热；内能的增加等于人体散热。2.6710 5kJ60/240（1）热力系：礼堂中的空气和人。闭口系统根据闭口系统能量方程 WUQ因为没有作功故 W=0；对整个礼堂的空气和人来说没有外来热量，所以内能的
8、增加为 0。空气温度的升高是人体的散热量由空气吸收，导致的空气内能增加。35，有一闭口系统，从状态 1 经 a 变化到状态2，如图，又从状态 2 经 b 回到状态 1；再从状态1 经过 c 变化到状态 2。在这个过程中，热量和功的某些值已知，如表，试确定未知量。过程 热量 Q（kJ） 膨胀功 W（kJ ）1-a-2 10 x12-b-1 -7 -41-c-2 x2 2解：闭口系统。使用闭口系统能量方程(1)对 1-a-2 和 2-b-1 组成一个闭口循环，有WQ即 10（7）x1+ （4）x1=7 kJ(2)对 1-c-2 和 2-b-1 也组成一个闭口循环x2（7）2+ （4）x2=5 kJ
9、(3)对过程 2-b-1，根据 WUQ3 kJ)4(7U3-6 一闭口系统经历了一个由四个过程组成的循环，试填充表中所缺数据。过程 Q（kJ ） W（ kJ） E（kJ ）12 1100 0 110023 0 100 -10034 -950 0 -95045 0 50 -50更多相关资料资料下载服务 http:/ http:/ 解：热力系：1.5kg 质量气体闭口系统，状态方程： bavp)851.()852.1(5U90kJ由状态方程得1000a*0.2+b200=a*1.2+b解上两式得：a=-800b=1160则功量为 2.10221 6)80(5. vpdvW900kJ过程中传热量99
10、0 kJUQ38 容积由隔板分成两部分，左边盛有压力为600kPa，温度为 27的空气，右边为真空，容积为左边 5 倍。将隔板抽出后，空气迅速膨胀充满整个容器。试求容器内最终压力和温度。设膨胀是在绝热下进行的。解：热力系：左边的空气系统：整个容器为闭口系统过程特征：绝热，自由膨胀根据闭口系统能量方程 WUQ绝热 0自由膨胀 W0因此 U=0对空气可以看作理想气体，其内能是温度的单值函数，得 KTTmcv 30120)12(根据理想气体状态方程100kPa1622pVRTp3-9 一个储气罐从压缩空气总管充气，总管内压缩空气参数恒定，为 500 kPa，25。充气开始时，罐内空气参数为 100
11、kPa，25。求充气终了时罐内空气的温度。设充气过程是在绝热条件下进行的。解：开口系统特征：绝热充气过程工质：空气（理想气体）根据开口系统能量方程，忽略动能和未能，同时没有轴功，没有热量传递。 dEhm0没有流出工质 m2=0dE=dU=(mu)cv2-(mu)cv1终态工质为流入的工质和原有工质和 m0= mcv2-mcv1mcv2 ucv2- mcv1ucv1=m0h0 (1)h0=cpT0ucv2=cvT2ucv1=cvT1mcv1= 1RTVmcv2 = 2p代入上式(1)整理得=398.3K21)0(1pTkT310 供暖用风机连同加热器，把温度为的冷空气加热到温度为 ，01t 50
12、t然后送入建筑物的风道内，送风量为 0.56kg/s，风机轴上的输入功率为 1kW，设整个装置与外界绝热。试计算：（1）风机出口处空气温度；（2）空气在加热器中的吸热量；（3）若加热器中有阻力，空气通过它时产生不可逆的摩擦扰动并带来压力降，以上计算结果是否正确？解：开口稳态稳流系统（1）风机入口为 0则出口为 3106.50CpmQTCpm更多相关资料资料下载服务 http:/ http:/ )78.1250(6.50TCpmQ138.84kW(3)若加热有阻力，结果 1 仍正确；但在加热器中的吸热量减少。加热器中，)1(22vPuvuhp2 减小故吸热减小。311 一只 0.06m3 的罐，
13、与温度为 27、压力为 7MPa 的压缩空气干管相连接，当阀门打开，空气流进罐内，压力达到 5MPa 时，把阀门关闭。这一过程进行很迅速，可认为绝热。储罐的阀门关闭后放置较长时间，最后罐内温度回复到室温。问储罐内最后压力是多少？解：热力系：充入罐内的气体由于对真空罐充气时，是焓变内能的过程 muhKkTcvp 4203.10罐内温度回复到室温过程是定容过程3.57MPa54202P312 压力为 1MPa 和温度为 200的空气在一主管道中稳定流动。现以一绝热容器用带阀门的管道与它相连，慢慢开启阀门使空气从主管道流入容器。设（1）容器开始时是真空的；（2）容器装有一个用弹簧控制的活塞，活塞的位
14、移与施加在活塞上的压力成正比，而活塞上面的空间是真空，假定弹簧的最初长度是自由长度；（3）容器装在一个活塞，其上有重物，需要 1MPa 的压力举起它。求每种情况下容器内空气的最终温度？解:（1）同上题662K=389473.0kT（2） wuhh=cpT0L=kp RTpVkApdALw2121T= 552K=27905.TRcvp同（2）只是 W 不同VdwT= 473K2000TRcvp313 解： hW对理想气体 cpTuv314 解：（1）理想气体状态方程586K293*2p（2）吸热：2500kJTkRVTmcQv13-15 解：烟气放热等于空气吸热1m3 空气吸取 1.09 m3
15、的烟气的热267kJ24509.120501.3.67vcQtt2=10+205=2153-16 解： 3)2(21hmhmTchp代入得： 304721*)21( cm更多相关资料资料下载服务 http:/ http:/ 解：等容过程1.4Rckp 121kvpkTmTQv37.5kJ3-18 解：定压过程T1= =21287103.4.06mRVp6.2KT2=432.4K内能变化： 2.16)87.01(tmcUv156.3kJ焓变化：218.8 kJ3.1564.kH功量交换： 30.2mV3.468)1(pdW62.05kJ热量交换： =218.35 05.6231UQkJp734-
16、1 1kg 空气在可逆多变过程中吸热 40kJ，其容积增大为 ，压力降低为102v，设比热为定值，求过程中内8/p能的变化、膨胀功、轴功以及焓和熵的变化。解：热力系是 1kg 空气过程特征：多变过程0.9)10/ln(8)2/1l(nvp因为 Tcqn内能变化为717.5Rv25)/(KkgJ1004.5vpcc7)/(kgJ3587.5ncvvc51)/(KkJ810 3JnvvcqTcu/膨胀功： 32 10 3Juw轴功： 28.8 103Js焓变： 1.4811.2 kTchp103J熵变：0.8210 312lnlpcvsp)/(KkgJ42 有 1kg 空气、初始状态为更多相关资料
17、资料下载服务 http:/ http:/ ，进行下列MPap5.01150t过程：（1）可逆绝热膨胀到 ；Pap.2（2）不可逆绝热膨胀到 ，10；KT30（3）可逆等温膨胀到 ；Map.2（4）可逆多变膨胀到 ，多P10变指数 ；n试求上述各过程中的膨胀功及熵的变化，并将各过程的相对位置画在同一张 图和vp图上sT解：热力系 1kg 空气（1） 膨胀功：111.910 3J)12(kpkRw熵变为 0（2）88.310 3J)2(Tcuv116.81lnlpRsp)/(KkgJ（3） 195.410 32ln1pTw)/(kgJ0.46210 321lnpRs)/(KkgJ（4）67.110
18、 3J)1(nnTw189.2KnpT1)2(346.41llRcsp)/(KkgJ4-3 具有 1kmol 空气的闭口系统，其初始容积为 1m3，终态容积为 10 m3，当初态和终态温度均 100时，试计算该闭口系统对外所作的功及熵的变化。该过程为：（1）可逆定温膨胀；（2）向真空自由膨胀。解：（1）定温膨胀功 10ln*37284.*93.12lnVRTw7140kJ19.14kJ/Klms(2)自由膨胀作功为 019.14kJ/K12lnVR44 质量为 5kg 的氧气，在 30温度下定温压缩，容积由 3m3变成 0.6m3，问该过程中工质吸收或放出多少热量？输入或输出多少功量？内能、焓
19、、熵变化各为多少？解： 36.0ln*8.2591lnVmRTq627.2kJ放热 627.2kJ因为定温，内能变化为 0，所以qw内能、焓变化均为 0熵变：2.1 kJ/K12lnVmRs45 为了试验容器的强度，必须使容器壁受到比大气压力高 0.1MPa 的压力。为此把压力等于大气压力。温度为 13的空气充入受试验的容器内，然后关闭进气阀并把空气加热。更多相关资料资料下载服务 http:/ http:/ B101.3kPa，试问应将空气的温度加热到多少度？空气的内能、焓和熵的变化为多少？解：（1）定容过程568.33.10*286pTK（2） 内能变化： )2863.5(*287)(Tcu
20、v202.6kJ/kg).6()12(hp283.6 kJ/kg0.49 kJ/(kg.K)lncsv4-6 6kg 空气由初态p10.3MPa，t1=30，经过下列不同的过程膨胀到同一终压 p20.1MPa：（1）定温过程；（2）定熵过程；（3）指数为 n1.2 的多变过程。试比较不同过程中空气对外所作的功，所进行的热量交换和终态温度。解：（1）定温过程 1.03ln*28761lnpmRTW573.2 kJQT2=T1=30（2）定熵过程 )3.01(*14.287*6)1( 4.kpTkRmW351.4 kJQ0221.4KkpT1)2(（3）多变过程252.3KnpT1)2( 3.25
21、0*1.2876RmW436.5 kJ ).()1(nkcTcQvn218.3 kJ47 已知空气的初态为p10.6MPa，v1=0.236m 3/kg。经过一个多变过程后终态变化为p20.12MPa，v2=0.815m 3/kg。试求该过程的多变指数，以及每千克气体所作的功、所吸收的热量以及内能、焓和熵的变化。解：（1）求多变指数)815.0/236.ln()/l(2nvp1.301 千克气体所作的功 )815.0*236.*(13.1vpnw146kJ/kg吸收的热量 )12(1)12(1)2( vpknTkRnTcqn = )236.0*85.120(.36.5 kJ/kg内能：146-
22、36.5109.5 kJ/kgwqu焓： )12(1)2( vpkTchp153.3 kJ/kg熵：更多相关资料资料下载服务 http:/ http:/ pcvsp90J/(kg.k)4-8 1kg 理想气体由初态按可逆多变过程从 400降到 100，压力降为 ，已16知该过程的膨胀功为 200kJ，吸热量为 40 kJ，设比热为定值，求该气体的 和pcv解：kJ160)12(wqTcuv533J/(kg.k)=)12()21( npnRTnw200 kJ解得：n1.49R=327 J/(kg.k)代入解得： 533+327=860 J/(kg.k)pc4-9 将空气从初态 1，t1=20,定
23、熵压缩到它开始时容积的 1/3，然后定温膨胀，经过两个过程，空气的容积和开始时的容积相等。求 1kg空气所作的功。解： 314.29*87)21()12(1 4.kkvRTpkRTw-116 kJ/kg454.7K1)2(kvT)3/1ln(*7.4583lnRw143.4 kJ/kgw=w1+w2=27.4 kJ/kg4-10 1kg 氮气从初态 1 定压膨胀到终态2，然后定熵膨胀到终态 3。设已知以下各参数：t1=500，v2=0.25m 3/kg ，p30.1MPa，v3=1.73m 3/kg。求（1）1、2、3三点的温度、比容和压力的值。 （2）在定压膨胀和定熵膨胀过程中内能的变化和所
24、作的功。解：(1)1.5 MPa4.1)573(*)3(kvp1263K8.2960.1RPTp1=p2=1.5 MPav1= =0.15 m3/kg2v=583 K8.29610*7.3RPT(2) 定压膨胀364 kJ/kg)(cuv145.4 kJ/kg12Tw定熵膨胀505 kJ/kg)3(cuv-505 kJ/kg21TkR或者：其 q=0, = -505 kJ/kguw4-11 1 标准 m3的空气从初态 1 p10.6MPa，t1=300定熵膨胀到状态 2，且v2=3v1。空气由状态 2 继续被定温压缩，直到比容的值和开始时相等，v3=v1，求 1、2、3 点的参数（P,T,V）
25、和气体所作的总功。解： 0.274 m3/kg5067*8pRTv0.129 MPa4.1)(.)2(k369K.013*57vTV2=3V1=0.822 m3T3=T2=369KV3=V1=0.274 m30.387 MPa1*29.0)(vvp412 压气机抽吸大气中的空气，并将其定温压缩至 p25MPa。如压缩 150 标准 m3空气，试求用水冷却压气机气缸所必须带走的热量。设大气处更多相关资料资料下载服务 http:/ http:/ 51032.ln*10325.1ln6pVWQ-59260kJ4-13 活塞式压气机吸入温度 t1=20和压力 p10.1MPa 的空气，压缩到 p20.
26、8MPa，压气机每小时吸气量为 600 标准 m3。如压缩按定温过程进行，问压气机所需的理论功率为多少千瓦？若压缩按定熵过程进行，则所需的理论功率又为多少千瓦？解：定温：0.215kg/s360*2781RTpVm37.8KWlnWs定熵 )1.08(4.1293*8725.0)1(1 4.kspkRTm51.3 KW414 某工厂生产上需要每小时供应压力为 0.6MPa 的压缩空气 600kg；设空气所初始温度为 20，压力为 0.1MPa。求压气机需要的最小理论功率和最大理论功率。若按 n1.22 的多变过程压缩，需要的理论功率为多少？解：最小功率是定温过程m=600/3600=1/6 k
27、g/s25.1 KW21lnpmRTWs最大功率是定熵过程32.8 KW)1(1ksk多变过程的功率29.6 KW)2(1nspnRTmW415 实验室需要压力为 6MPa 的压缩空气，应采用一级压缩还是二级压缩？若采用二级压缩，最佳中间压力应等于多少？设大气压力为 0.1，大气温度为 20，压缩过程多变指数 n=1.25，采用中间冷却器能将压缩气体冷却到初温。试计算压缩终了空气的温度。解：压缩比为 60，故应采用二级压缩。 中间压力： 0.775MPa 31p=441K nT)2(4-16 有一离心式压气机，每分钟吸入p10.1MPa，t1=16的空气 400 m3，排出时p20.5MPa，
28、t2=75。设过程可逆，试求： (1)此压气机所需功率为多少千瓦？ (2)该压气机每分钟放出的热量为多少千焦？ 解：（1） =8.04kg/s 1RTVpm=1.13)2/ln(v 1183K)(TmwWsW （2） =-)12(cnkQv712.3kJ/s 417 三台空气压缩机的余隙容积均为6，进气状态均为 0.1MPa、27，出口压力均为0.5MPa，但压缩过程的指数不同，分别为：n1=1.4，n2=1.25，n3=1。试求各压气机的容积效率（假设膨胀过程的指数和压缩过程的指数相同） 。解： 1)2(1nvpcn=1.4: 1).05(*6.4v0.87n=1.25： =0.84vn=1： =0.76
