工程熱力學(xué)習(xí)題集

本文格式為Word版，下載可任意編輯——工程熱力學(xué)習(xí)題集第一章基本概念及定義

1、確定與1bar壓力相當(dāng)?shù)囊褐叨?，假定測(cè)壓流體為酒精（其密度為）。2、假使氣壓計(jì)壓力為83kPa，試完成以下計(jì)算：

絕對(duì)壓力為0.15Mpa時(shí)的表壓力；

真空計(jì)上讀數(shù)為500mm水銀柱時(shí)的氣體的絕對(duì)壓力；

絕對(duì)壓力為0.5bar時(shí)相應(yīng)的真空度（mbar）；表壓力為2.5bar時(shí)的絕對(duì)壓力（kPa）。3、水銀壓力計(jì)測(cè)量容器中氣體的壓力時(shí)，為避免水銀蒸發(fā)，在水銀柱上加一

段水，水柱高900mm，如圖1－17所示。當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)貧鈮河?jì)上水銀柱高度為Pb=755mm，求容器內(nèi)氣體的絕對(duì)壓力為多少M(fèi)Pa和多少at？4、測(cè)冷凝器中壓力的真空計(jì)上水銀柱高度為PV=600mm，氣壓計(jì)上水銀柱的

高度為Pb=755mm，求容器中氣體的絕對(duì)壓力為多少M(fèi)Pa和多少at？又若

冷凝器內(nèi)氣體壓力保持不變，而大氣壓力變化到Pb'=770mm水銀柱，問(wèn)此時(shí)真空表上的讀數(shù)有變化嗎？假使有，變?yōu)槎嗌伲?/p>

5、鍋爐煙道中的煙氣壓力常用上部開(kāi)口的斜管測(cè)量，如圖1－18所示。若

已知斜管傾角

，壓力計(jì)中使用

的煤油，斜管中液柱長(zhǎng)

度L=200mm，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Ρ硎荆?/p>

解：

=0.1Mpa。求煙氣的絕對(duì)壓力（用Mpa及at

煙氣的絕對(duì)壓力6、容器被一剛性壁分s

力計(jì)，如圖1－19所上的讀數(shù)為0.11Mpa。的讀數(shù)，及容器兩部

7、上題中，若表C為真空計(jì)，讀數(shù)為24kPa，表B讀數(shù)為36kPa，試確定表A的讀數(shù)（Mpa）。8、試驗(yàn)設(shè)備中空氣流過(guò)管道，利用壓差計(jì)測(cè)量孔板兩邊的壓差。假使使用

的是水銀壓差計(jì)，測(cè)得液柱高為300mm，水銀密度為

1-20），試確定孔板兩邊的壓差。

圖

為兩部分，在容器的不同部位安裝有壓

示。壓力表B上的讀數(shù)為75kPa，表C假使大氣壓力為97kPa，試確定表A上分內(nèi)氣體的絕對(duì)壓力。

9、氣體盛在A,B兩氣缸

1-21。活塞的質(zhì)量為

內(nèi)，用一個(gè)具有不同直徑的活塞聯(lián)在一起，如圖10kg，氣體在缸A內(nèi)的壓力為

，試計(jì)

算氣缸B

解：通過(guò)活塞作用在氣缸B內(nèi)氣體上的總力為

10、氣體初態(tài)為

功。

，在壓力為定值的條件下膨脹到，求氣體膨脹作的

11、某氣缸內(nèi)盛氣體，缸內(nèi)活塞自重2kgf，面積為，上方壓有質(zhì)量為m的重物。上述系統(tǒng)處于

平衡時(shí)，測(cè)得缸內(nèi)氣體表壓力為0.2Mpa，求活塞上重物的質(zhì)量m。12、一個(gè)溫度標(biāo)尺，單位為“米制度〞，用“

及1000

。

間的關(guān)系；及210

。

〞表示。在此溫度標(biāo)尺上選取水的冰點(diǎn)和汽點(diǎn)分別為100

（1）假使標(biāo)尺是線性的，試導(dǎo)出該溫度標(biāo)尺的溫度與相應(yīng)的攝氏溫標(biāo)上的讀數(shù)

（2）在此新的溫標(biāo)尺上，熱力學(xué)溫標(biāo)的絕對(duì)零度所對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為多少？13、一個(gè)新的溫度標(biāo)尺[我們稱之為熱力學(xué)度（

）這樣定義：水的冰點(diǎn)和汽點(diǎn)分別取為10

與相應(yīng)的攝氏溫標(biāo)上的讀數(shù)

（1）假使溫度標(biāo)尺是線性的，試導(dǎo)出該溫度標(biāo)尺的溫度

間的關(guān)系；

（2）若此溫標(biāo)上的讀數(shù)為0，則絕對(duì)溫度為多少K？14、理想氣體狀態(tài)方程式為pv=RT，試導(dǎo)出：

（1）定溫下氣體p,v間的關(guān)系；（2）定壓下氣體v,T間的關(guān)系；（3）定容下氣體p,T間的關(guān)系。15、把

壓送到容積為

，溫度由

。

解：充氣前氣罐內(nèi)氣體絕對(duì)壓力

充氣后氣體壓力p2

CO2的充氣常數(shù)

充氣后氣體質(zhì)量m2壓入氣罐內(nèi)氣體質(zhì)量

得貯氣罐里，氣罐內(nèi)起始表壓力

增加到

。試求被壓入的

，終了時(shí)的表壓力的質(zhì)量。當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮?/p>

其次章熱力學(xué)第一定律

1、0.5kg的氣體，在氣缸活塞機(jī)構(gòu)中由初態(tài)=0.7Mpa、在以下各過(guò)程中氣體完成的功量及比功量：

＝0.02，準(zhǔn)靜膨脹到。試確定

（1）定壓過(guò)程；（2）＝常數(shù)。2、為了確定高壓下稠密氣體的性質(zhì)，取2kg氣體在25MPa下從350K定壓加熱到370K。氣體初終狀態(tài)下的容積分別為0.03及0.035，參與

氣體的熱量為700kJ，試確定初終狀態(tài)下的內(nèi)能之差。

3、氣體在某一過(guò)程中吸入熱最量12kcal，同時(shí)內(nèi)能增加了20kcal，問(wèn)

此過(guò)程是膨脹過(guò)程還是壓縮過(guò)程？對(duì)外交換的功量為多少？

4、1kg空氣由＝1MPa、＝500膨脹到＝0.IMPa、＝500，得到熱量5O6kJ,作膨脹功506kJ。

又，在同一初態(tài)及終態(tài)間作其次次膨脹，僅參與熱量39.1kJ，求：（1）第一次膨脹中空氣內(nèi)能增加多少？（2）其次次膨脹中空氣內(nèi)能增加多少？（3）其次次膨脹中空氣作了多少功？解：取空氣為閉系

（1）第一次膨脹中空氣內(nèi)能的變化量

（2）其次次膨脹中空氣內(nèi)能的變化量

由于在同一儲(chǔ)態(tài)及終態(tài)作其次次膨脹，而內(nèi)能為整函數(shù)，故

（3）其次次膨脹中空氣作容積變化功W25、閉系中實(shí)施某過(guò)程，試填補(bǔ)表中空缺之?dāng)?shù)：

6、其

p(體且＜

氣

氣體聽(tīng)從狀態(tài)v-b)=RT。式中，R常數(shù)，b為另一常對(duì)于任何v存在v。（a）試導(dǎo)出每體

從

初

始

容

積

膨

方程為氣數(shù)，0＜b千克脹

到

終的是過(guò)態(tài)表理程容達(dá)想所

積所作準(zhǔn)靜功式；（b）假使氣體氣體，進(jìn)行同樣的作的功是多些還是少些？

7、如圖2－25所示，某封閉系統(tǒng)沿a－c－b途徑由狀態(tài)a變化到狀態(tài)b時(shí),吸入熱量84kJ，對(duì)外作功32kJ。

（1）若沿途徑a一d-b變化時(shí)對(duì)外作功10kJ，求此時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)的熱量。（2）當(dāng)系統(tǒng)沿曲線途徑從b返回到初始狀態(tài)a時(shí)，外界對(duì)系統(tǒng)作功20kJ。求此時(shí)系統(tǒng)與外界交換熱量的大小和方向。（3）

、

時(shí)，過(guò)程a－d和d－b中交換的熱量又是多少？

解：

熱量為負(fù)，說(shuō)明系統(tǒng)向外界放熱

8、某蒸汽動(dòng)力廠中，鍋爐以40Xkg／h的蒸汽供給汽輪機(jī)。汽輪機(jī)進(jìn)口處壓力表上讀數(shù)為9MPa，

蒸汽的比焓為3440kJ／kg，汽輪機(jī)出口處真空表上讀數(shù)為730.6mm汞柱高，當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮菏?60mm汞柱，出口蒸汽的比焓為2245kJ／kg，汽輪機(jī)對(duì)環(huán)境放熱6.85×kJ／h。（1）汽輪機(jī)進(jìn)出口蒸汽的絕對(duì)壓力各是多少?

（2）若不計(jì)蒸汽進(jìn)出口的宏觀動(dòng)能的差值和重力位能的差值，汽輪機(jī)的功率是多少千瓦？（3）若進(jìn)出口處蒸汽的速度分別為70m／s及140m／s時(shí)，對(duì)汽輪機(jī)的功率影響多大？（4）如進(jìn)出口的高度差為1.6m，問(wèn)對(duì)汽輪機(jī)的功率有多大影響？9、某冷凝器內(nèi)的蒸汽壓力

為0.08at。蒸汽以100m／s的速度進(jìn)入冷凝器，其焓為500kcal／kg，蒸汽冷卻為水后其焓為41.6kcal／kg，流出冷凝器時(shí)的速度約為10／S。同每千克蒸汽在冷凝器中放出的熱量是多少

kJ？

10、某燃?xì)?/p>

輪機(jī)置如

圖

2.

2

6示。已知燃料和空氣的合物

在截面1以20m／s的度進(jìn)入燃燒室并在定壓下燒，使工質(zhì)吸熱

量q＝879kJkg。燃燒后燃?xì)膺M(jìn)入管，絕熱膨脹到狀態(tài)3

，流速增到

。此后燃進(jìn)入動(dòng)葉，推動(dòng)轉(zhuǎn)輪回作功。若燃?xì)庠趧?dòng)葉中熱力

狀

態(tài)不變

，

最

后離燃?xì)廨啓C(jī)

的

速

度

＝

1

5

／s，求：（1）燃?xì)庠趪姽艹隹诹魉伲唬?）

每

千克

燃

氣在燃

輪機(jī)中所

作的功

；

（3）

燃?xì)饬髁?.23

kg/s時(shí)，燃?xì)?/p>

輪

機(jī)

功率

（kw

）。

解：

（1）燃?xì)饬魉?/p>

取截面1至截