热工基础第2章作业答案

发布 2022-09-30 11:13:28 阅读 9726

第2章作业答案。

2.1 解:一闭口系从状态1沿1-2-3途径到状态3,传递给外界的热量为47.

5kj,而系统对外作功为30kj,如图所示。(1)若沿1-4-3途径变化时,系统对外作功15kj,求过程中系统与外界的传热量;(2)若系统从状态3沿图示曲线途径到达状态1,外界对系统作功6kj,求该过程中系统与外界传递的热量。

解:(1)闭中系统能量方程。

沿1-2-3途径到状态3,则,

则, 沿1-4-3途径变化,,而与1-2-3途径方向相同,则。

2) 系统从状态3沿图示曲线途径到达状态1,,而与1-2-3途径方向相反,则。

2.12某气缸内充以空气,气缸截面积a=100cm2 ,活塞距地面高度h=10cm,活塞及其上重物的总质量g1 =195kg,当地的大气压力pb =102kpa,环境温度t0 =27℃,当气缸内的气体与外界处于热平衡时,把活塞重物拿去100kg,活塞将会突然上升,最后重新达到热力平衡。假定活塞和气缸壁之间无摩擦,气体可以通过汽缸壁与外界充分换热,空气视为理想气体,其状态方程为pv=mrt(r是气体常数),试求活塞上升的距离和气体的换热量。

解:由于活塞和气缸壁之间无摩擦,汽缸壁与外界充分换热,则重新达到热力平衡时,系统内外压力和温度相等。

1)确定空气的初始状态参数。

热力平衡时,系统内外压力和温度相等,故取气体初温等于环境温度,即。

2)确定拿去重物后,空气的终止状态参数。

由理想气体状态方程和初终态温度相等坷得:

则活塞上升距离:

由闭口系能量方程。

由于,则(理想气体的热力学仅取决于温度),2.14某蒸汽动力厂的锅炉以40 t/h的质量流量向汽轮机供蒸汽,汽轮机进口处的表压力为8.9 mpa,比焓为3 441 kj/kg;出口处真空表的读数为730.

6 mmhg,比焓为2 248 kj/kg;汽轮机向环境的散热量为6.81×105 kj/h,当地大气压力为760 mmhg。求:

① 进出口蒸汽的绝对压力;② 不计进出口动、位能差时汽轮机的功率;③ 若进出口蒸汽的速度差为70 m/s时对汽轮机的功率影响有多大?④ 若汽轮机进出口的高度差为1.6 m时,对汽轮机的功率影响又有多大?

解: (1)进口蒸汽的绝对压力:

出口蒸汽的绝对压力:

2)将汽缸轮机取为稳流系。

0;=0,则。

转换成单位时间的能量方程。

3)选取整个汽轮机为稳流系,则。

其中=70m/s;=0, 则。

4) 选取整个汽轮机为稳流系,则。

其中=0;=1.6, 则。

第2章作业答案

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