工程熱力學習題提示和答案第四版沈維道童鈞耕

1、第一章基本概念第一章第一章基本概念基本概念習題習題11英制系統(tǒng)中采用華氏溫標，它規(guī)定在標準大氣壓（1）下純水的冰點是，汽點是，試推導華氏溫度與攝氏溫度的換算關系。01325Pa32F212F提示和答案：華氏溫標和攝氏溫標定點不同，但分度規(guī)律相同，可得，F(xiàn)C9325tt=。12英制系統(tǒng)中朗肯溫度與華氏溫度的關系為。已知熱力學絕對溫標及朗肯溫標在純水冰點的讀數(shù)分別是273.15K和491.；汽點的讀數(shù)分別是373.15K和。(1)導出朗肯溫

2、度和開爾文溫度的關系式；（2）開爾文溫標上絕對零度在朗肯溫標上是多少度？RF459.67Tt=67R671.67R提示和答案：朗肯溫標和華氏溫標的關系與攝氏溫標和熱力學溫標的關系相仿，故朗肯溫度和熱力學溫度也成比例，解得，R1.8KTT=K0T=K時。R0RT=13設一新溫標，用符號表示溫度單位（它的絕對溫標是用表示溫度單位）。規(guī)定純水的冰點和汽點100和100。試求：（1）該新溫標與攝氏溫標的關系；（2）若該溫標的絕對零度與熱力學溫標

3、零度相同，則該溫標讀數(shù)為時，其絕對溫標讀數(shù)是多少？NQN0N0NQ提示和答案：（1）N100010001001000tt??=??C52.30610Pa0.231MPap==NC9100tt=（2）QNC9100Ttt==常數(shù)常數(shù)K9[273.15]100T=?常數(shù)據(jù)題意，當TK=0K時，故解得上式中常數(shù)=2358.35代回原式得Q0QT=QN2358.35Tt=時N0T=Q2358.385NT=14直徑為1m的球形剛性容器，抽氣后真空

4、度為752.5mmHg，若當?shù)卮髿鉃椋螅?）容器內(nèi)絕對壓力為多少Pa；（2）容器表面受力多少N？0.101MPa提示和答案：容器表面力為兩側(cè)壓力差與表面積的乘積?？山獾?，。691.75Pap=61.26110NF=15用∪型壓力計測量容器中氣體的壓力，在水銀柱上加一段水，則得水柱高1020mm，水銀柱高900mm，如圖124所示，若當?shù)卮髿鈮簽?55mmHg，求容器中氣體的壓力為多少MPa？提示和答案：表壓力為水柱和汞柱之和，解得。圖

5、124題15附圖1第一章基本概念持壓力不變，膨脹到。分別求出兩過程中氣體作出的膨脹功。320.8mV=提示和答案：過程可近似為可逆，21dWp=V∫，(1)、(2)。45.5410JW=50.1510JW=113某種理想氣體在其狀態(tài)變化過程中服從npv=常數(shù)的規(guī)律，其中n是定值，p是壓力；v是比體積。試據(jù)導出氣體在該過程中做功為21dwp=∫v()1112111nnpvwppn???=??????提示和答案：12221121111111

6、1nnnnnnpvppvdvwpdvdvpvvvnp???????=====????????????∫∫∫L。114測得某汽油機氣缸內(nèi)燃氣的壓力與容積對應值如下表所示，求燃氣在該膨脹過程中所作的功。pMPa1.6551.0690.7240.5000.3960.3170.2450.1930.103Vcm3114.71163.87245.81327.74409.68491.61573.55655.48704.64提示和答案：膨脹過程的功可用

7、過程線下的面積表示，該面積近似等于若干矩形面積累加，即，21dWpVp=?Σ∫VΔ，解得304.7JW=。115有一絕對真空的鋼瓶，當閥門的打開時，在大氣壓的作用下有體積為的空氣被輸入鋼瓶，求大氣對輸入鋼瓶的空氣所作功為多少？501.01310Pap=30.1m提示和答案：設想體積為的空氣系統(tǒng)邊界上壓力恒為大氣壓力，故。30.1m10.13kJW=1?16某種氣體在氣缸中進行一緩慢膨脹過程。其體積由0.1m3增加到0.25m3。過程中氣

8、體壓力循3MPam0.240.4p=?V變化。若過程中氣缸與活塞的摩擦保持為1200N；當?shù)卮髿鈮毫?.1MPa；氣缸截面積為0.1m2，試求：（1）氣體所作的膨脹功W；（2）系統(tǒng)輸出的有用功；（3）若活塞與氣缸無摩擦，系統(tǒng)輸出的有用功。uWureW提示和答案：活塞移動距離211.5mVVLA?==。（1）氣體膨脹作功、摩擦耗功22611d(0.240.4)d0.025510JWpVVV==?=∫∫“180WFL0J==、氣體膨脹排拆