热工基础习题课-陈诚

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1、热工基础热工基础习题课习题课2014.10.29课程教师：秦萍课程教师：秦萍 教授教授主讲人：陈诚主讲人：陈诚一、容积为一、容积为20 L的空气瓶，压力表上压力为的空气瓶，压力表上压力为55 bar，温度为，温度为20 ，取取pb=1 bar，求气瓶的空气质量；如果在起动发动机时，用去了，求气瓶的空气质量；如果在起动发动机时，用去了2/5(按质量计按质量计)，而其温度不变，则瓶中的空气绝对压力为多少，而其温度不变，则瓶中的空气绝对压力为多少?53g55 156bar56 10 Pa27320293K200.02m1000287 J/(kg K)pTVR 解：已知解：已知5g56 100.021

2、.332kg287293pVmR T得空气的质量为得空气的质量为35mmgpVmR Tgp Vm R Tpmpm35633.6bar5mppm若用去了若用去了2/5，则余下的质量为，则余下的质量为初态时初态时用去了用去了2/5时时两式相除得两式相除得二、二、2 kg某种理想气体按可逆多变过程膨胀到原有体积的某种理想气体按可逆多变过程膨胀到原有体积的3倍，倍，稳定地从稳定地从300 降低到降低到60 ，膨胀过程中作功，膨胀过程中作功418.68 kJ，吸热，吸热83.736 kJ，求：（，求：（1）过程的多变指数；（）过程的多变指数；（2）气体的）气体的cp和和cV。解：（解：（1）过程的多变指

3、数：）过程的多变指数：gpVmRT因质量不变，所以因质量不变，所以1 11112222221573 35.162333 1pVTpTVp VTpT V1 122nnpVp V由多变过程的过程方程，可得：由多变过程的过程方程，可得：由理想气体状态方程由理想气体状态方程2211lnlnlnlnVnpVnp494. 131ln162. 51lnlnlnlnlnlnln21122112VVppVVppn得：得： 两边取对数：两边取对数：（2）气体的）气体的cp和和cV：kJ944.33468.418736.83WQU由闭口系能量方程由闭口系能量方程21()VUmcTT21334.960.6978 kJ

4、/(kg K)()2(333573)VUcm TTtwnwkJ772.54168.418494. 1736.83tWQH21()pHmc TT21541.7721.1287kJ/(kg K)()2(333573)pHcm TT由由得：得：又又，得：，得：又又三、三、1 kg空气在多变过程中吸取空气在多变过程中吸取252.4 kJ的热量后，容积增大的热量后，容积增大为原来的为原来的10倍，压力降低为原来的倍，压力降低为原来的1/8，空气的定压比热容为，空气的定压比热容为cp=1.005 kJ/(kgK)，定容比热容为，定容比热容为cV=0.718 kJ/(kgK)，求：，求：（1）多变指数）多变

5、指数n；（；（2）过程中热力学能、焓和熵的变化量；）过程中热力学能、焓和熵的变化量；（3）空气对外所做的膨胀功和技术功。）空气对外所做的膨胀功和技术功。nnvpvp2211903. 010ln8ln)/ln()/ln(lnlnlnln12211221vvppvvppn2g221g11,TRvpTRvp（2）过程中热力学能、焓和熵的变化量）过程中热力学能、焓和熵的变化量由理想气体的状态方程由理想气体的状态方程解：（解：（1）多变指数）多变指数n由多变过程的过程方程由多变过程的过程方程222111108TpvTpv21108TT得终了温度变化为得终了温度变化为：2121()()1nnVnqcTTc

6、TTn110.903 1.410.7180.91970.903 14TT1252.4274.44 K0.91970.9197nqT 2110343.05K8TT又又0.718 (343.05274.44)49.26 kJ/kgVucT 1.005 (343.05274.44)68.95 kJ/kgphcT 22g11lnln100.718 ln0.287 ln100.821kJ/(kg K)8VTvscRTv 则有则有（3）空气对外所作的膨胀功和技术功）空气对外所作的膨胀功和技术功由闭口系能量方程，膨胀功和技术功分别为：由闭口系能量方程，膨胀功和技术功分别为：252.449.26203.14