工程热力学作业题。
p32-33
2-2.已知的m＝28，求（1）的气体常数；（2）标准状态下的比容和密度；（3），℃时的摩尔容积。
解：（1）的气体常数。
2）标准状态下的比容和密度。
3），℃时的摩尔容积。
2-3．把co2压送到容积3m3的储气罐里，起始表压力kpa，终了表压力mpa，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。试求被压入的co2的质量。当地大气压b＝101.
325 kpa。
解：热力系：储气罐。
应用理想气体状态方程。
压送前储气罐中co2的质量。
压送后储气罐中co2的质量。
根据题意。容积体积不变；r＝188.9
压入的co2的质量。
将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得。
m=12.02kg
2-5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。
41.97kg
2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为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。
kg压缩机每分钟充入空气量。
kg所需时间。
19.83min
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下占体积为多少的问题。
根据等温状态方程。
0.7mpa、8.5 m3的空气在0.1mpa下占体积为。
m3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。
19.83min
2－8 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b＝101kpa，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。
582k2）空气的初容积。
p=3000×9.8/(πr2)+101000=335.7kpa
0.527 m3
空气的终态比容。
0.5 m3/kg
或者。0.5 m3/kg
3）初态密度。
4 kg /m3
2 kg /m3
解：（1）氮气质量。
7.69kg
2）熔化温度。
361k2－14 如果忽略空气中的稀有气体，则可以认为其质量成分为，。试求空气的折合分子量、气体常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度。
解：折合分子量。
气体常数。
容积成分。
标准状态下的比容和密度。
1.288 kg /m3
0.776 m3/kg
2-15 已知天然气的容积成分，，，试求：
1） 天然气在标准状态下的密度；
2） 各组成气体在标准状态下的分压力。
解：（1）密度。
2）各组成气体在标准状态下分压力。
因为： 98.285kpa
同理其他成分分压力分别为：（略）
p513－1 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。
因为没有作功故w=0；热量**于人体散热；内能的增加等于人体散热。
2.67×105kj
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。
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。
3－5，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。
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。
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
3)对过程2-b-1，根据。
3 kj3-6 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。
解：同上题。
3-7 解：热力系：1.5kg质量气体。
闭口系统，状态方程：
90kj由状态方程得。
1000＝a*0.2+b
200=a*1.2+b
解上两式得：
a=-800
b=1160
则功量为。900kj
过程中传热量。
990 kj
3－8 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。
绝热。自由膨胀w＝0
因此δu=0
对空气可以看作理想气体，其内能是温度的单值函数，得。
根据理想气体状态方程。
100kpa
3-9 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 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。
没有流出工质m2=0
de=du=(mu)cv2-(mu)cv1
终态工质为流入的工质和原有工质和m0= mcv2-mcv1
mcv2 ucv2- mcv1ucv1=m0h01)
h0=cpt0
ucv2=cvt2
ucv1=cvt1
mcv1=mcv2 =
代入上式(1)整理得。
398.3k
3－10 供暖用风机连同加热器，把温度为℃的冷空气加热到温度为℃，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1.78℃
2） 空气在加热器中的吸热量。
138.84kw
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，p2减小故吸热减小。
3－11 一只0.06m3的罐，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。
罐内温度回复到室温过程是定容过程。
3.57mpa
3－12 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=389℃
h=cpt0
l=kpt=552k=279℃
3） 同（2）只是w不同。
t=473k＝200℃
3－13 解：
对理想气体。
3－14 解：（1）理想气体状态方程。
586k2）吸热：
2500kj
3-15 解：烟气放热等于空气吸热。
1m3空气吸取1.09 m3的烟气的热。267kj
t2=10+205=215℃
3-16 解：
代入得：582k
3－17 解：等容过程。
37.5kj
3-18 解：定压过程。
t1==216.2k
t2=432.4k
内能变化：156.3kj
焓变化：218.8 kj
功量交换：62.05kj
热量交换：218.35 kj
工程热力学作业答案
理想气体的热力过程。1.1 标准状况下0.3m3的氧气，在温度t1 45 和压力p1 103.2kpa下盛于一个具有可移动活塞的圆筒中，先在定压下对氧气加热，过程为1 2，然后在定容下冷却到初温45 过程为2 3。已知在定容冷却终了时氧气的压力p3 58.8kpa.试求这两个过程中所加入的热量与内能...
专业课 化工热力学课后作业
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高等工程热力学2019作业
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