工程热力学第五版思考题答案

工程热力学第五版思考题答案【篇一：工程热力学课后作业答案第五版(全)】kpa。（2）标准状n2的气体常数；态下n2的比容和密度；（3）p?0.1mpa，t?500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m1?p1v1rt1℃时的摩尔容积mv。解：（1）n2的气体常数r?r0m?831428＝296.9j/(kg?k)压送后储气罐中co2的质量m2?p2v2rt2（2）标准状态下n2的比容和密度v?rtp?296.9?273101325根据题意容积体积不变；r＝188.9＝0.8m3/kgp1?pg1?bp2?pg2?b（1）（2）（3）（4）??1v＝1.25kg/m3（3）p?0.1mpa，t?500℃时的摩尔容积mvmv＝r0tpt1?t1?273t2?t2?273＝64.27m3/kmol压入的co2的质量m?m1?m2?vp2p1(?)rt2t1（5）2-3．把co2压送到容积3m3将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300m3的1的储气罐里，起始表压力pg1?30kpa，终了表压力pg2?0.3mpa，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。试求被压入的co2的质量。当地大气空气，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300m，问鼓风机送风量的质量改变多少？解：同上题m?m1?m2?3气质量m2?p2v2rt2?7?105?8.5287?288kg压缩机每分钟充入空气量m?pvrt?1?105?3287?288kg所需时间vp2p130099.3101.325m219.83min?1000(?)?(??rt2t1287300273m＝41.97kg2-6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3m3，充入容积8.5m3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2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、8.5m3的空气在0.1mpa下占体积为多少的问题。根据等温状态方程pv?const0.7mpa、8.5m3的空气在0.1mpa下占体积为v1?p2v2p1?0.7?8.50.1?59.5m3压缩机每分钟可以压缩0.1mpa的空气3m3，压缩59.5m3的空气需要的时间??59.53?19.83min空气的终态比容v2?v2m?2v1m＝0.5m3/kg2－8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t2?v2v1t1?582k或者v2?rt2p?0.5m3/kg（3）初态密度?1??2?mv11v2?2.120.527＝4kg/m33?2kg/m2-9解：（1）氮气质量m?pvrt?13.7?106?0.05296.8?300＝7.69kg（2）熔化温度t?pvmr?16.5?106?0.057.69?296.8＝361kgo2?23.2%（2）空气的初容积p=30002，gn2?76.8%。试求空气的折合r)+101000=335.7kpav1?分子量、气体常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度。3mrt1p?0.527m3解：折合分子量m?11?gi0.2320.768??m3228i解：（1）密度＝m??rimi?(97?16?0.6?30?0.18?44?0.18?58?0.＝16.48?0?m22.4?16.4822.4?0.736kg/m328.86气体常数r?r0m?831428.86＝288j/(kg?k)（2）各组成气体在标准状态下分压力因为：pi?rip容积成分ro2?go2m/mo2＝20.9％rn2?1－20.9％＝79.1％pch4?97%*101.325?98.285kpa标准状态下的比容和密度??v?同理其他成分分压力分别为：（略）3－1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4m22.41?28.8622.4＝1.288kg/m3?＝0.776m3/kg2-15已知天然气的容积成分rch4?97%，rc2h6?0.6%，，rc3h8?0.18%，rc4h10?0.18%rco2?0.2%，rn2?1.83%。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。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q??u?w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。因为没有作功故w=0；热量来源于人体散热；内能的增加等于人体散热。q?2000?400?20/60105kj（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q??u?w5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。【篇二：工程热力学(第五版)课后习题答案(全章节)廉乐明谭羽非等编】txt工程热力学（第五版）廉乐明谭羽非等编中国建筑工业出版社第二章气体的热力性质2-2.已知n2的m＝28，求（1）n2的气体常数；np?0.1mpa，（2）标准状态下2的比容和密度；（3）t?500℃时的摩尔容积mv。解：（1）n2的气体常数r?r0m?831428＝296.9j/(kg?k)（2）标准状态下n2的比容和密度v?rtp?296.9?273101325＝0.8m/kg3??1v＝1.25kg/mp?0.1mpa，t?500℃时的摩尔容积mvr0t3（3）3mv＝p＝64.27m/kmol2-3．把co2压送到容积3m3的储气罐里，起始表压力pg1?30kpa，终了表压力pg2?0.3mpa，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＝101.325kpa。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m1?p1v1rt1p2v2rt2压送后储气罐中co2的质量m2?根据题意容积体积不变；r＝188.9p1?pg1?bp2?pg2?b（1）（2）（3）（4）t1?t1?273t2?t2?273压入的co2的质量m?m1?m2?vrt2(p2?)t1（5）p1将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300m3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300m3，问鼓风机送风量的质量改变多少？解：同上题m?m1?m2?vrt2(p2?p1t1)?300287(99.3300?101.325273)?1000＝41.97kg2-6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3m3，充入容积8.5m3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m2?p2v2rt2?7?10?8.5287?288kg5压缩机每分钟充入空气量m?pvrt?1?10?3287?288kg5所需时间t?m2m?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、8.5m3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、8.5m3的空气在0.1mpa下占体积为pv?constv1?p2v2p1?0.7?8.50.1?59.5m3，则59.5m3的空气需要的时间压缩机每分钟可以压缩0.1mpa的空气3m3??59.53?19.83min2－8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t2?v2v1t1?582k（2）空气的初容积v1?mrt1p?0.527m3空气的终态比容v2?或者v2m?2v1m＝0.5m3/kgv2?rt2p?0.5m3/kg（3）初态密度?1?mv11v2?2.120.527＝4kg/m3?2?2-9?2kg/m3m?pvrt?13.7?10?0.05296.8?300＝7.69kg6（2）熔化温度t?pvmr?16.5?10?0.057.69?296.8＝361k62－14如果忽略空气中的稀有气体，则可以认为其质量成分为go2?23.2%，gn2?76.8%。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m?1?气体常数gimi?10.23232?0.76828＝28.86r?r0m?831428.86＝288j/(kg?k)容积成分ro2?go2m/mo2rn2?＝20.9％1－20.9％＝79.1％标准状态下的比容和密度??m22.41?28.8622.4＝1.288kg/m3v??＝0.776m3/kg2-15已知天然气的容积成分rch4?97%，rc2h6?0.6%，rc3h8?0.18%，rc4h10?0.18%，rco2?0.2%，rn2?1.83%。试求：天然气在标准状态下的密度；各组成气体在标准状态下的分压力。解：（1）密度m??rmii?(97?16?0.6?30?0.18?44?0.18?58?0.2?44?1.83?28)/100＝16.48?0?m22.4?16.4822.4?0.736kg/m3（2）各组成气体在标准状态下分压力因为：pi?rip98.285kpapch4?97%*101.325?同理其他成分分压力分别为：（略）第三章热力学第一定律3－1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q??u?w因为没有作功故w=0；热量来源于人体散热；内能的增加等于人体散热。（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q??u?w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。【篇三：工程热力学(第五版)课后习题答案(全章节)】txt工程热力学（第五版）廉乐明谭羽非等编中国建筑工业出版社第二