【正文】 你必須努力，當(dāng)有一天驀然回首時，你的回憶里才會多一些色彩斑斕，少一些蒼白無力。既糾結(jié)了自己，又打擾了別人。2. 若不是心寬似海，哪有人生風(fēng)平浪靜。C的大房間中，薄板內(nèi)鑲嵌一塊大小與薄板一樣、功率為120 W的電加熱片，對薄板均勻加熱(即熱流密度均勻分布)，試確定薄板的最高溫度。室內(nèi)空氣溫度為18 176。解： 查附錄空氣的物性表有: , , ， , 采用管束換熱關(guān)系式： 所以，1013 室內(nèi)有一外徑為76 mm的水平暖氣管道，壁面溫度為80℃，室內(nèi)空氣溫度為20 ℃，試求暖氣管外壁面處自然對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及單位管長的散熱量。已知管外徑 mm，管間距，管壁平均溫度 176。C、流速為5 m/s。C，試求內(nèi)管外表面處對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。C被加熱到35 176。解： 查附錄空氣的物性表有: , , ， , 為層流， 采用常壁溫層流換熱關(guān)系式： 所以，108 m/s，空氣的平均溫度為58 176。試求管內(nèi)對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及換熱溫差。C，水的進口溫度為50 176。C 的空氣強迫對流換熱，模型中空氣的溫度為20 176。C。C，試求距平板前沿100 mm處流動邊界層及熱邊界層的厚度。C的規(guī)律加熱，另一側(cè)壁面絕熱。已知該物體的熱導(dǎo)率為45 W/(mK)。C時所需的時間。C后取出，突然放入溫度為30 176。C的氣流中，鋼板壁面與氣流間對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為100 W/(m2K)，已知鋼板的熱導(dǎo)率 W/(mK)、熱擴散率 m2/s，試求：（1） cm處的溫度；（2）鋼板表面溫度達到150 176。已知紫銅棒的密度 kg/m比熱容 J/(kgK)、熱導(dǎo)率 W/(mK)，試求紫銅棒表面與氣體間對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。解:先判斷能否用集總參數(shù)法： 由得到: 由得到: 計算得到: 913 將初始溫度為80 176。 912 熱電偶的熱接點可以近似地看作球形，已知其直徑 mm、材料的密度 kg/m比熱容 J/(kgK)。已知套管與罐內(nèi)空氣間對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為5 W/(m2K)。910 測量儲氣罐內(nèi)空氣溫度的溫度計套管用鋼材制成，熱導(dǎo)率為 W/(mK)，套管壁厚 mm，長 mm。C、 176。桿的側(cè)面與周圍流體進行對流換熱，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h，流體的溫度為，且。C，保溫層外壁面溫度為50 176。C，并且每米長管道的散熱損失要小于160 W，試確定保溫層的厚度。試比較各層導(dǎo)熱熱阻的大小并繪出壁內(nèi)溫度分布示意圖。C 、 176。忽略試件邊緣的散熱損失。穩(wěn)態(tài)時測得壁面溫度 176。C，試確定保溫層的厚度。（1）試求通過爐墻的熱流密度；（2） W/(mK)的珍珠巖混凝土保溫層代替紅磚層并保持通過爐墻的熱流密度及其它條件不變，試確定該保溫層的厚度。為了維持冷庫內(nèi)溫度恒定，試確定制冷設(shè)備每小時需要從冷庫內(nèi)取走的熱量。必須保證電暖氣的散熱量等于通過墻壁的換熱量，所以電暖氣的功率為第九章91 一冷庫的墻由內(nèi)向外由鋼板、礦渣綿和石棉板三層材料構(gòu)成， mm、150 mm和10 mm，熱導(dǎo)率分別為45 W/(mK)、 W/(mK) W/(mK)。K)。K)。解：對流換熱計算公式： 導(dǎo)熱熱阻為： 內(nèi)側(cè)對流換熱熱阻為： 外側(cè)對流換熱熱阻為：84. 如果采用雙層玻璃窗，玻璃窗的大小、玻璃的厚度及室內(nèi)外的對流換熱條件與13題相同，雙層玻璃間的空氣夾層厚度為5mm，夾層中的空氣完全靜止，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為 W/(m 解：由牛頓冷卻公式：得到 83. 一單層玻璃窗，寬1m，玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為 W/(m 第八章習(xí) 題 81. 一大平板，高3m，寬2m，厚 ，導(dǎo)熱系數(shù)為45 W/(m如果采用二級壓縮，最佳壓縮比為： 所以中間壓力為：各級排氣溫度相同，等于：二級壓縮所需的技術(shù)功為：75 解：求多變指數(shù)n： 所以功率為：76 解：查表得到：h1=1670kJ/kg P1=h2=1789kJ/kg P2=h4=h3=489kJ/kg吸熱量：q2=h1h4=1181kJ/kg流量： 耗功： 功率：77 解：(1) 可逆絕熱壓縮壓氣機所需的技術(shù)功為：功率：壓氣機出口溫度：(2) 功率： 78 解： 制冷系數(shù)：膨脹機出口溫度：制冷量： 放熱量：耗功：79 解：因為制冷系數(shù)為： 制冷量： 供熱系數(shù)：供熱量： 710 解：查表得到：h3=h4=536kJ/kgh1=1532kJ/kg h2=1703kJ/kg流量： 制冷量：711 解：查表得到：h1=1670kJ/kg h2=1820kJ/kgh3=h4=512kJ/kg 由 得流量為：m=耗功：供熱系數(shù)：電爐功率：712 解: 供熱系數(shù)：耗功率：713 解：查表得到：h1=495kJ/kg h2=540kJ/kgh3=h4=240kJ/kg 流量：功率：714 解：(1)室內(nèi)溫度20176。8. 使用制冷裝置可以獲得低溫，有人試圖以制冷裝置得到的低溫物質(zhì)作為熱機循環(huán)中的低溫?zé)嵩?，達到擴大溫差，提高熱機循環(huán)熱效率的目的，這種做法是否有利？答：沒有利處。對于理想氣體，絕熱節(jié)流前后溫度不變。2. 從示功圖上看，單純的定溫壓縮過程比多變或絕熱壓縮過程要多消耗功，為什么還說壓氣機采用定溫壓縮最省功？答：這里說的功是技術(shù)功，而不是體積功，因為壓縮過程是可看作穩(wěn)定流動過程，不是閉口系統(tǒng)，在pv圖上要看吸氣、壓縮和排氣過程和p軸圍成的面積，不是和v軸圍成的面積。和絕熱壓縮及多變壓縮相比，定溫壓縮過程，壓氣機的耗功最小，壓縮終了的氣體溫度最低，所以趨近定溫壓縮是改善壓縮過程的主要方向，而采用分級壓縮、中間冷卻是其中一種有效的措施。C 得：h1=, s1=()5點：由s5=s1=(), 得：P5= ，h5=點：由 得：2點：由 ， P2=7KPa 得：h2=，x2=3(4)點：由P3=P2 得：h3=吸熱量：凈功量：熱效率： 63 解： 1點：由P1=6MPa, t1=560176。答：有工質(zhì)在高溫?zé)嵩次鼰?，在低溫?zé)嵩捶艧?，并對外輸出功?. 燃氣輪機裝置循環(huán)與內(nèi)燃機循環(huán)相比有何優(yōu)點？為什么前者的熱效率低于后者？答：燃氣輪機與內(nèi)燃機相比，沒有往復(fù)運動機構(gòu)，可以采用很高的轉(zhuǎn)速，并且可以連續(xù)進氣，因而可以制成大功率的動力裝置。4. 卡諾循環(huán)優(yōu)于相同溫度范圍的其它循環(huán)，為什么蒸汽動力循環(huán)不采用卡諾循環(huán)？答：與郎肯循環(huán)相同溫限的卡諾循環(huán)，吸熱過程將在氣態(tài)下進行，事實證明氣態(tài)物質(zhì)實現(xiàn)定溫過程是十分困難的，所以過熱蒸汽卡諾循環(huán)至今沒有被采用。2. 既然利用抽氣回?zé)峥梢蕴岣哒羝麆恿ρb置循環(huán)的熱效率，能否將全部蒸汽抽出來用于回?zé)幔繛槭裁椿責(zé)崮芴岣邿嵝?？答：采用回?zé)岽胧?，雖然對每kg蒸汽來說做功量減少，但抽汽在凝結(jié)時所放出的潛熱卻全部得到的利用，進入鍋爐給水溫度提高了，使每kg工質(zhì)在鍋爐中吸收的熱量大為減少，因此，提高了循環(huán)效率。 查hs圖得到：5－3 解：查表得： 所以： 當(dāng)時，比容仍然為所以為濕飽和蒸汽。9. 同一地區(qū)陰雨天的大氣壓力為什么比晴朗天氣的大氣壓力低？答：陰雨天相對濕度高，水蒸氣分壓力大。6. 試解釋濕空氣、濕蒸汽、飽和濕空氣。3. 有無0℃或低于0℃的蒸汽存在？有無低于0℃的水存在？為什么？答：有0℃或低于0℃的蒸汽存在，只要壓力足夠低就可能，但是沒有低于0℃的水存在，℃，低于三相點溫度，只可能是固態(tài)或是氣態(tài)。8. 系統(tǒng)在某過程中從熱源吸熱20 kJ，對外作功25 kJ，請問能否通過可逆絕過程使系統(tǒng)回到初態(tài)？為什么？能否通過不可逆絕熱過程使系統(tǒng)回到初態(tài)？答：根據(jù)克勞休斯不等式，我們知道系統(tǒng)在過程中的熵變滿足：即：系統(tǒng)的熵增加，要想使系統(tǒng)回到初態(tài)，新的過程必須使系統(tǒng)熵減少，而可逆絕熱過程熵不變，不可逆絕熱過程熵增加，因而不可能通過一個可逆過程或者一個不可逆過程使系統(tǒng)回到初態(tài)。（6）工質(zhì)被加熱熵一定增大，但是系統(tǒng)放熱，熵不一定減小。否則熱能可以全部變?yōu)闄C械能，比如理想氣體的定溫膨脹過程，系統(tǒng)把從外界吸收的熱量全部轉(zhuǎn)化為機械能，外界雖然沒有任何任何變化，但是系統(tǒng)的體積發(fā)生改變了。2. 循環(huán)輸出凈功愈大，則熱效率愈高；可逆循環(huán)的熱效率都相等；不可逆循環(huán)的熱效率一定小于可逆循環(huán)的熱效率，這些說法是否正確？為什么？答： 不正確，熱效率為輸出凈功和吸熱量的比，因此在相同吸熱量的條件下，循環(huán)輸出的出凈功愈大，則熱效率愈高。⑴ 可逆絕熱膨脹：根據(jù)過程方程可得到終溫：氣體對外所作的功和熵變分別為：⑵ 氣體向真空自由膨脹：氣體對外不作功，且和外界無熱量交換，故內(nèi)能不變，由于理想氣體的內(nèi)能和焓均是溫度的單值函數(shù)，所以氣體溫度保持不變，焓也保持不變，即過程中氣體熵變?yōu)椋?15 解：⑴按定值比熱容計算：空氣可看作是雙原子分子氣體，故有：根據(jù)可逆絕熱過程的過程方程，可得到終態(tài)壓力為：內(nèi)能和與外界交換的功量分別為：⑵按空氣熱力性質(zhì)表的數(shù)據(jù)計算：查表得所以有：316 解：首先把標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的體積流量值轉(zhuǎn)換為入口狀態(tài)下和出口狀態(tài)下的體積流量值：轉(zhuǎn)化為質(zhì)量流量為：根據(jù)開口系統(tǒng)的能量方程，忽略進出口宏觀動能和勢能的變化并考慮到氣體流動時對外不作軸功，故有煙氣每小時所提供的熱量為：（1）用平均定壓質(zhì)量比熱容數(shù)據(jù)計算查表并通過插值可得到：所以有：（2）將空氣視為雙原子理想氣體，用定比熱容進行計算所以有：317 解：混合后各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：折合分子量為：318 解：體積分?jǐn)?shù)等于摩爾分?jǐn)?shù)：體積流量為：319 解：根據(jù)混合理想氣體的狀態(tài)方程有：又因為：聯(lián)立求解得到：320 解：⑴ 該未知氣體的氣體常數(shù)及摩爾質(zhì)量M：根據(jù)混合理想氣體狀態(tài)方程可得：氣體組元的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：所以未知氣體的氣體常數(shù)：⑵ 該未知氣體的分壓力：未知氣體為氮氣，先求出它的摩爾分?jǐn)?shù)：所以氮氣的分壓為：321 解：理想氣體兩過程之間的熵差為：由于假設(shè)理想氣體的比熱容為常數(shù)，所以有：考慮到理想氣體多變過程（）的過程方程及定容比熱容和CV、Rg的關(guān)系：把上面三式帶入熵的表達式并整理可得：考慮到理想氣體多變過程（）的過程方程及定容比熱容和CV、Rg的關(guān)系：把上面兩式帶入熵的表達式并整理可得：322 解：在Ts圖上任意兩條定壓線之間的水平距離為，在相同的溫度T下，壓力分別為p1和p2時兩態(tài)的熵差,故有： 顯然不管在任何溫度下，它們都相等；在Ts圖上任意兩條定容線之間的水平距離為，在相同的溫度T下，體積分別為V1和V2時兩態(tài)的熵差,故有：顯然不管在任何溫度下，它們都相等。⑴當(dāng)閥門開啟時，貯氣筒內(nèi)壓力達到Pa，所以此時筒內(nèi)溫度和氣體質(zhì)量分別為：⑵閥門重新關(guān)閉時，筒內(nèi)氣體壓力降為 Pa，且筒內(nèi)空氣溫度在排氣過程中保持不變，所以此時筒內(nèi)氣體質(zhì)量為：所以，因加熱失掉的空氣質(zhì)量為：33 解：⑴氣體可以看作是理想氣體，理想氣體的內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)，選取絕熱氣缸內(nèi)的兩部分氣體共同作為熱力學(xué)系統(tǒng)，在過程中，由于氣缸絕熱，系統(tǒng)和外界沒有熱量交換，同時氣缸是剛性的，系統(tǒng)對外作功為零，故過程中系統(tǒng)的內(nèi)能不變，而系統(tǒng)的初溫為30℃，所以平衡時系統(tǒng)的溫度仍為30℃。只有熵值必定增加，因為根據(jù)克勞休斯不等式有:其中等號適用于可逆過程，不等號適用于不可逆過程，對于不可逆過程，T為熱源的溫度，由于溫度T恒大于零，所以當(dāng)過程為吸熱過程（）時，系統(tǒng)的熵必然增加。答：根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系，有：從上式可以看出，對成分一定的混合氣體，分母為常數(shù)，因此摩爾分?jǐn)?shù)取決于其質(zhì)量分?jǐn)?shù)和摩爾質(zhì)量的比值，對于質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大的組元，如果摩爾質(zhì)量也很大，那么它的摩爾分?jǐn)?shù)可能并不大。此過程為放熱，外界對空氣做功，內(nèi)能增加。（2）空氣膨脹，升溫，又放熱有：此多變過程如圖所示，然而要想是過程同時滿足膨脹過程是不可能的。理想氣體的可逆定溫加熱過程有： 所以為曲線3，從左到右。4. 在圖上畫出定比熱容理想氣體的可逆定容加熱過程、可逆定壓加熱過程、可逆定溫加熱過程和可逆絕熱膨脹過程。2. 如果比熱容是溫度t的單調(diào)增函數(shù)，當(dāng)時，平均比熱容、中哪一個最大？哪一個最小？答：由、的定義可