【正文】 進入和流出過熱器的焓差為過熱器的換熱率為122向大廈供水的主管線埋在地下5m處，管內(nèi)壓力600kPa，由水泵加壓，把水送到大廈各層。121 500kPa 飽和液氨進入鍋爐加熱成干飽和氨蒸汽，然后進入過熱器等壓加熱到275K，離開過熱器時焓為h=，氨進入和離開鍋爐時的焓分別為、。出口蒸汽的焓是2248kJ/kg，105kJ/h。水蒸氣流入時的壓力為200kPa，溫度為300℃，比焓為3072kJ/kg，混合物流出時的壓力為200kPa，溫度為100℃，比焓為419kJ/kg，問每分鐘需要多少水蒸氣？解：設(shè)每分鐘需要的水蒸氣的質(zhì)量為m2，由題意可得所以每分鐘需要的水蒸氣的質(zhì)量為即120某蒸汽動力廠中，鍋爐以質(zhì)量流量 40 000kg/h向汽輪機供蒸汽。假定空氣可作為理想氣體，其熱力學(xué)能只是溫度的函數(shù)。壓氣機每分鐘產(chǎn)生壓縮空氣1kg。壓縮后的參數(shù)是。已知空氣的焓僅是溫度的函數(shù)，h=cpT。已知空氣的焓僅是溫度的函數(shù)，h=cpT。解：由于水在定壓汽化過程中溫度保持不變，由焓的定義式可知所以熱力學(xué)能的變化量為113某定量工質(zhì)經(jīng)歷了12341循環(huán)，試填充下表所缺數(shù)據(jù)：過程1390013902303953953410000100041055 114質(zhì)量為1275kg的汽車在以60 000m/h 速度行駛時被剎車制動，速度降至20000 m/h， 鋼剎車鼓均勻加熱，但與外界沒有傳熱，（kg?K）和 （kg?K），求剎車帶和剎車鼓的溫升。問為使車間內(nèi)溫度保持不變，每小時需另外加入多少熱量？解：假設(shè)50盞電燈所耗能量最終全部變成熱能散發(fā)在車間內(nèi)，則每小時電燈產(chǎn)生的熱能為工作機器產(chǎn)生的熱能：將車間看做是閉口系，則有112水在101235Pa，100℃下定壓汽化，若汽化潛能為2250kJ/kg。111在冬季，工廠某車間每一小時經(jīng)過墻壁等處損失熱量3000000kJ，車間各工作機器消耗的動力為400kW，假定其最終全部變成熱能散發(fā)在車間內(nèi)。求：終壓p2和氣體所做的功（空氣可逆定溫膨脹時pv=常數(shù)）。解：壓力計斜管中煤油產(chǎn)生的壓力為當(dāng)?shù)卮髿鈮簽閯t煙氣的絕對壓力為若壓力計斜管中煤油產(chǎn)生的壓力用mmH2O表示，則煙氣的真空度為16氣體初態(tài)為，若在等壓條件下緩慢可逆地膨脹到，求氣體膨脹所做的功。如果容器中的絕對壓力不變，而氣壓計上高度為，求此時真空表的度數(shù)（以mmHg表示）.解：因為容器中氣體的絕對壓力為若以mmHg表示真空度，則則當(dāng)氣壓計高度為時，真空表的讀數(shù)為13用斜管壓力計測量鍋爐煙道氣的真空度，管子傾斜角，壓力計使用密度的煤油，斜管中液柱長，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?。解：查表可知：由題中條件可知。熱工基礎(chǔ)課后習(xí)題參考答案二零一七年，秋第一章 熱力學(xué)第一定律11用水銀壓力計測量容器中的壓力，在水銀柱上加一段水，若水柱高1020mm，水銀柱高900mm，當(dāng)時大氣壓力計上的度數(shù)為。求容器中氣體的壓力。12容器中的真空度為，氣壓計上的高度是，求容器中氣體的絕對壓力（用Pa表示）。求煙氣的真空度（）及絕對壓力。解：有條件可得氣體膨脹所做的功為171m3空氣，在可逆定溫膨脹后容積為原來的兩倍。解：由題意可知,因此有在可逆定溫膨脹過程中，設(shè)某一時刻的壓力為p，則有18若系統(tǒng)在某一狀態(tài)變化過程中滿足常數(shù)，試問該系統(tǒng)從初態(tài)膨脹到時，對外做膨脹功多少？解：設(shè)某一時刻的壓力為p，則有110氣體在某一過程中吸收熱量60J ，同時熱力學(xué)能增加了34J ，問此過程是否壓縮過程？氣體對外做功多少？解：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，故有由題意可知， ,，因此由于約定工質(zhì)膨脹做功為正，接受外界壓縮功為負，可知此過程為膨脹過程。另外，室內(nèi)經(jīng)常點著50盞100W的電燈。已知定壓汽化過程汽化潛熱即為焓差，試求1kg水在定壓汽化過程中的熱力學(xué)能變化量。解：汽車動能的損耗為由題意可知，汽車動能的損耗將全部轉(zhuǎn)換為剎車帶和剎車鼓的熱力學(xué)能：所以有115以壓縮空氣為工作介質(zhì)的小型高速汽輪機進氣參數(shù)400kPa、50℃，經(jīng)絕熱膨脹排出汽輪機時的參數(shù)為150kPa、30℃，問為產(chǎn)生100W的功率所需的質(zhì)量流量。解：由題意可知，進出空氣的焓差即為汽輪機的功率所以有116便攜式吹風(fēng)機以18m/s 吹出空氣，若吹風(fēng)機前后的空氣壓力和溫度均無顯著變化，求吹風(fēng)機的最小功率。解：由題意可知，吹風(fēng)機前后的空氣焓差、熱力學(xué)能差為零，吹風(fēng)機所做的功全部轉(zhuǎn)換為空氣的宏觀動能，于是有每秒鐘吹風(fēng)機所做的功為即吹風(fēng)機的最小功率為117空氣在壓氣機中被壓縮，壓縮前空氣的參數(shù)是：。設(shè)在壓縮過程中1kg ，同時向外放出熱量50kJ。求帶動此壓氣機要用多大功率的電動機？解：由題意可知，壓縮1kg空氣電動機所做的技術(shù)功為于是電動機的功率為118 1kg空氣由，膨脹到，過程中空氣吸熱506kJ，（1）求空氣的熱力學(xué)能變化量及膨脹功；（2），求空氣在過程中的做功量。解：（1）由于過程中，空氣的溫度不變，熱力學(xué)能只是溫度的函數(shù)，所以，由熱力學(xué)第一定律，所以膨脹功為（2）由于初終兩態(tài)的溫度相同，所以，119水在絕熱容器中與水蒸氣混合而被加熱，水流入時壓力為200kPa，溫度為20℃，比焓為84kJ/kg，質(zhì)量流量為100kg/min。蒸汽的焓是3 441kJ/kg。若當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?60mmHg，求：（1）進、出口處蒸汽的絕對壓力；（2）不計進、出口動能差和位能差時汽輪機的功率；（3）若進、出口處蒸汽的速度分別為70m/s和140mm/s時對汽輪機的功率有多大影響？（4）若汽輪機進、？解：（1）進、出口處蒸汽的絕對壓力（2）不計進、出口動能差和位能差時汽輪機的功率由題意可知，汽輪機的功率為（3）考慮蒸汽的動能時，汽輪機的功率為與不考慮動能差與位能差時汽輪機的功率變化率為（4）位能差為與不考慮位能差時汽輪機的功率的變化率為即汽輪機進、可忽略不計。求鍋爐和過熱器的換熱率。經(jīng)水泵加壓，在距地面150m 高處的大廈頂層水壓仍有200kPa，假定水溫為10℃，流量為10kg/s，忽略水熱力學(xué)能差和動能差，求水泵消耗的功率。壓力100kPa，假定輸水管絕熱，從管道流出的水保持10℃，水的熱力學(xué)能近似不變，若水的流量為5kg/s，試求水泵耗功。解：根據(jù)穩(wěn)定流動的能量方程式由題意可知，所以有因此，1kg水所做的功為水的流量為：水泵的功率為第二章 氣體的性質(zhì)21氮氣的摩爾質(zhì)量M=103kg/mol，求：（1）N2的氣體常數(shù)Rg；（2）標(biāo)準狀態(tài)下N2的比體積v0和密度ρ0；（3）1m3（標(biāo)準狀態(tài)）N2的質(zhì)量m0；（4）p =, t =500℃時N2的比體積和摩爾體積Vm。解：空氣的流速為由氣體的狀態(tài)方程，可得質(zhì)量流量為24在燃氣公司向用戶輸送天然氣（CH4）管網(wǎng)的用戶管道中測得表壓力和溫度分別為200Pa、275K，若管道直徑為D=50mm，試確定質(zhì)量流量和標(biāo)準狀態(tài)體積流量。解：可將天然氣看做是理想氣體，則由理想氣體的狀態(tài)方程，可得體積流量為質(zhì)量流量為，以4m/，試求：（1）出口處氣流的質(zhì)量流量（以kg/s表示）；（2）出口速度為5m/s時，出口截面積為多少？解：（1）質(zhì)量流量為（2）出口處的體積流量出口的截面積為26某鍋爐燃煤需要的空氣量折合標(biāo)準狀況時66000m3/h。解：需要的空氣折合標(biāo)準狀況時的質(zhì)量流量為在把空氣視為理想氣體的情況下，由理想氣體的狀態(tài)方程，有實際送風(fēng)量為27CO2壓送到容積為3m3的貯氣罐內(nèi)，溫度由t1=45℃升高到t2=70℃。已知當(dāng)?shù)貧鈮簽閜b=760mmHg。儲氣罐中原有空氣的溫度為t1 =17℃，問經(jīng)過幾分鐘才能使儲氣罐中氣體壓力和溫度提高到p2=，t2=50℃？解：大氣壓力為儲氣罐中原有空氣的壓力為按理想氣體的狀態(tài)方程，有經(jīng)過幾分鐘之后，儲氣罐中空氣的物質(zhì)的量為初始狀態(tài)時，儲氣罐中空氣的物質(zhì)的量為儲氣罐中空氣物質(zhì)的量的增量為該變化過程所經(jīng)歷的時間為29某氫氣冷卻的發(fā)電機的電功率為60000kW，若發(fā)電機效率為93%，在發(fā)電機內(nèi)氫氣的溫升為35℃，求氫氣的質(zhì)量流量。解：由題意可知，發(fā)電機的總功率為，則發(fā)電機工作過程中的能量損耗為發(fā)電機的能量損耗全部轉(zhuǎn)化為氫氣的熱力學(xué)能，1kg氫氣升溫30℃熱力學(xué)能的變化量為因此，氫氣的質(zhì)量流量為，從27℃被加熱到327℃，求加熱量QV。解：（1）按定值比熱容計算加熱前，由理想氣體的狀態(tài)方程，可得容器中空氣物質(zhì)的量為空氣的絕大部分組成氣體為雙原子氣體，因此空氣的定值摩爾熱容加熱量為（2）按平均比熱容表計算查表可知，根據(jù)，得因此加熱量為211有5kg氬氣Ar，經(jīng)歷熱力學(xué)能不變的狀態(tài)變化過程，初始狀態(tài)p1=105Pa、T1=600K，膨脹終了的容積V2=3V1。求終溫、終壓及熱力學(xué)能、焓和熵的變量。（1）設(shè)空氣的比熱容為定值；（2）設(shè)空氣的摩爾熱容Cp,m=(+103T)J/(mol?K)。拔走銷釘，活塞自由移動，最后兩側(cè)達到平衡，若氣體比熱容可取定值，求（1）平衡