热工基础习题参考答案(部分)

1.3 题略

解： m 2.127481

.92.110)7893(3

=??-=??=??=?g p h h g p ρρ

1.5 题略

m

1.05.0

2.030sin m

2.0200kg/m 800/8.033=?======l h mm l cm g ρ已知：

烟气的真空度为：

Pa 8.78430sin 2.081.9800=??=??=h g p v ρ

∵ 1 mmH 2O = 9.80665 Pa ∴ 1 Pa = 0.10197 mmH 2O

O mmH 027.808.7842==Pa p v

烟气的绝对压力为：

kPa 540.98Pa 388.985408.7843224.133745==-?=-= v b p p p

1.10 题略

解：锅内表压力

g 40.77kg 04077.081

.91041010063==???=?=

?=

-g

A p m A

g

m p g g

2.2填空缺数据（兰色）：

2.9 题略

已知：D 1 = 0.4 m ，p 1 =150 kPa ，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD ，太阳辐射加热后D 2 = 0.45 m 求：过程中气体对外作功量

解：由D 1=0.4 m ，p 1=150 kPa ，可求得：k =375 kPa/m

kJ

27.2)

(8

2

2

)6

(41423

332

1

=-=

==

?==?

D D k dD kD W dD

kD D d kD pdV dW D D π

π

π

π

答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ 2.12 题略

解：（1）确定空气的初始状态参数

K

300)27273(m 10101010100kPa

1.29310100108.91951021332414

3

111=+==???===???+=+=+=-----T AH V A g m p p p p b g b （2）确定拿去重物后，空气的终了状态参数

由于活塞无摩擦，又能与外界充分换热，因此终了平衡状态时缸内空气的压力和温度与外界的压力和温度相等。则

33-3211

2124

3222m 101.50231

.1951

.29310K 300kPa

1.19510100108.9)100195(102?=?=====???-+=+=+=---p p V V T T A g m p p p p b g b 活塞上升距离

cm 023.5m 05023.01010010)15023.1()(4

3

12==??-=-=?--A V V H

对外做功量

J 999.9710)15023.1(101.195332=?-??=?=-V p W

由闭口系能量方程，Q =△U+W ，因T 2 = T 1，故△U = 0。所以求得气体与外界的换热量为

Q =W=97.999 J

讨论：（1）本题活塞上升过程为不可逆过程，其功不能用pdV W ?=2

1计算，

本题是一种特殊情况，即已知外界压力，故可用外界参数计算功（多数情况下外

界参数未予描述，因而难以计算）。

（2）系统对外做功97.999 J ，用于提升重物的功量为V p g ?2（有用功），另一部分V p b ?是克服大气压力所做的功。 3.3 题略

解：（1）泄漏的气体量为

kmol

541.0kg 81.23)27327(44/3.83143

103.0)27347(44/3.83143108.0662*******==+???-

+???=-=-=?T R V p T R V p m m m g g （2）泄漏的气体在1bar 及17℃时占有的容积为

35m 05.1310

)27317(443

.831481.23=+??=

=

p

T mR V g 3.6 题略

解：由题意：△U = 0 → T 2 = T 1 = 600 K 由理想气体气体状态方程， 有：

MPa 2.0Pa 100.23

1

35121

1

2222111=?==

==p p T V p T V p T V p △U =△H = 0

J/K

1426.1kJ/K 101426.13ln 208.0005.0ln ln

31212=?=??=-==?=?-p p

mR V V mR s m S g g

3.7 题略

解：（1）混合后的质量分数：

ωCO 2 = 5.6 %， ωO 2 =16.32 %， ωH 2O =2 %， ωN 2 =76.08 % （2） 折合摩尔质量： M eq = 28.856 kg/kmol （3） 折合气体常数： R eq = 288.124 J/（kg ·K ）

（4） 体积分数：

φCO 2

= 3.67 %， φO 2

=14.72 %， φH 2

O =3.21 %， φN 2

=78.42 %

（5）各组分气体分压力：

p CO 2 = 0.01101 MPa ， p O 2 =0.04416 MPa ， p H 2O =0.00963 MPa ， p N 2 =0.2353 MPa

3.8题略

解：由题意，H 2的摩尔成分

1%52%12%35%12H =---=x

由教材公式（3.35），求混合气体的当量摩尔质量

kg/kmol

10.54251%282% 2812% 1635% 222244H H N N CO CO CH CH =?+?+?+?=+++==∑M x M x M x M x M x M i i eq

混合气体的当量气体常数为

)/(8.78854.103

.8314eq

g,K kg J M R R eq ?=== 由理想气体状态方程，求得罐内所允许的最高温度为

℃.544K 317.58

.78846032106.36,max max

==???==eq g mR V p T 3.10题略

解：（1）多变指数n

由多变过程的过程方程：n

n

v p v p 2211=

903.010

ln 8

ln )/ln()/ln(ln ln ln ln 12211221===--=

v v p p v v p p n

由闭口系能量方程：kJ/kg 696.33174.887.41=-=?-=u q w n

kJ/kg 427.30==w n w t

3.13 题略

解：（1）略

（2）每一过程中工质热力学能、焓、熵的变化以及与外界交换的膨胀功 求热力学能、焓、熵的变化，关键是利用理想气体的状态方程和过程方程求出各点的状态参数。

013=-W

（2）略

3.15 题略

解：（1）三种过程熵的变化量 （a ）定温过程：K)kJ/(kg 462.05

1

ln 287.0ln 12?=?-=-=?p p R s g （b ）定熵过程：0=?s

（c ）对n =1.2的多变过程，可利用两状态间状态参数之间的关系式：

n

n n

n p T p T 12

21

1

1--

--

=

得：K 48.323)273150(152

.112.111212=+??

?

? ??=?

??

?

??=----T p p T n

n

K)

kJ/(kg 1923.04619.02696.051ln 287.042348.323ln 005.1ln ln

1212?=+-=-=-=?p p R T T c s g p

4.3 题略

%

601000

400

11%25.611360

8331210=-=-====

T T q w tc t ηη解：

ηt ＞ηtc 违背了卡诺定理 结论：该循环根本不可能实现。

（也可用克劳修斯积分不等式或孤立系熵增原理求解） 4.6 题略

解：（1）

（2） 1→2 为定熵过程，由过程方程和理想气体状态方程，得：

MPa T T p p k k 95.2730015001.01

4.14.11

2121=?

?

? ???=?

??

?

???=--

--

（3）双原子气体，可近似取

）（定压摩尔比热：）（定容摩尔比热：K kmol kJ R C K kmol kJ R C mp

mV ?=?==?=?==/10075.293145.82

7

27/78625.203145.825

25%76.599

.349203

.208703.208706.140509.349206.140501.095

.27ln 3145.83001ln 9.34920)3001500(10075.2911303213023223213===

=-=-==???=???? ?

??=??==-??=?=-----Q W kJ Q Q W kJ p p R nT S nT Q kJ

T nC Q t mp η热效率：循环功：循环放热量：循环吸热量：如果把双原子气体看作空气，并按单位质量工质的循环功和热量计算热效率，其结果相同，说明不同双原子气体工质进行同样循环时热效率差别不大。

%78.591206

721

/7214851206/4851.095

.27ln 287.0300ln /1206)3001500(005.11303213023223213===

=-=-==??=???? ?

??=??==-?=?=-----q w kg kJ q q w kg kJ p p R T s T q kg

kJ T c q t g p η热效率：循环功：循环放热量：循环吸热量：注意: 非卡诺循环的热效率与工质性质有关。如果工质的原子数相同，则相差不大。 也可以利用1

-=k kR c g p 的关系，将R g 作为变量带入，最后在计算热效率时分子分母

刚好约掉。

%76.5942001.25101.25109.16891.095

.27ln 300ln 4200)3001500(1

130

3213023223213===

=-===???? ?

??=??==--=

?=-----g

g t g g g g g

g

p R R q w R q q w R R p p R T s T q R k kR T c q η热效率：循环功：循环放热量：循环吸热量：4-4 题略 解：∵ 定压过程总加热量为： q =c p △T

其中用来改变热力学能的部分为：△u= c v △T 而 c p = c v +R g

∴ 定压过程用来作功的部分为：w =R g △T

4.10 题略

思路：利用孤立（绝热）系熵增原理进行判断。

解：取该绝热容器为闭口系，设热水用角标H 表示，冷水用角标C 表示，并注意液体c p = c v = c 由闭口系能量方程：

K

m m T m T m T T T c m T T c m U U U W Q W U Q C H C C H H C v C H v H C H 5.3155

3293

535330000,01121

212=+?+?=++=

=-+-=?+?=?∴==+?=）（）（即

固体或液体熵变的计算可根据熵的定义式：dS =δQ/T

其中 δQ=dU + pdV

∵ 固体和液体的dV ≈0 ∴δQ = dU = mcdT （c p = c v = c ）

1

2122121

2121

ln ln C C H H C C

C H H H C

C

H H C H iso C

C

H H C H iso T T m c T T m c T cdT m T cdT m T dQ T dQ S S S T dQ T dQ dS dS dS +=+=+=?+?=?+=

+=??

??

K kJ /1249.02933.315ln 53535.315ln 3187.4=??? ?

?

?+?=

该闭口绝热系的熵增相当于孤立系熵增，0>?iso S ，故该混合过程为不可逆过程。

4.14 题略

解法1： 实际循环：K T 11802012001=-='； K T 340203202=+=' %186.711180

3401112=-=''-

=T T t η 卡诺循环：%333.731200

320

1112=-=-

=T T tc η kJ Q W t tc net 469.21%)186.71%333.73(1000)(1=-?=-=?ηη

解法2：利用火用 损失（作功能力损失）公式：I =T 0ΔS g 高温热源不等温传热熵产为

K kJ T

T Q S g /01412.01200111801

10001

111

11=??? ??-=?

??

? ??-'=? 低温热源不等温传热熵产为

K kJ T T Q T

T Q S t g /05297.034013201

14.28811)1(1

12212222=??? ??-=?

??

? ??'--=???? ??-'=?η

kJ

S T I K

kJ S S S g g g g 4688.2106709.0320/06709.0021=?=??==?+?=?作功能力损失总熵产

4.15 题略

解：（1）空气的熵增=熵产（不可逆绝热压缩）

K)kJ/(kg 0815.01

.045.0ln 005.14.14.0300500ln

005.1ln 1ln ln ln 1

2121212?=?-=--=-=?=?p p c k k T T c p p R T T c s s p p g p g

（2）由于是不可逆压缩过程，可利用闭口系能量方程w u q +?=求压缩耗功 由题意： kJ/kg 57.143)500300(4

.1005

.1)(21=-=

-=

?-=T T k

c u w p （3）由于是不可逆绝热压缩，所以空气的熵增=熵产。火用 损失为：

kJ/kg 45.240815.03000=?=?=g s T i

下面是附加的一些例题，供参考：

一、试求在定压过程中加给理想气体的热量中有多少用来作功？有多少用来改变工质的热力学能（比热容取定值）？ 解：∵ 定压过程总加热量为： q =c p △T

其中用来改变热力学能的部分为：△u= c v △T 而 c p = c v +R g

∴ 定压过程用来作功的部分为：w =R g △T

二、2kg 某种理想气体按可逆多变过程膨胀到原有体积的3倍，稳定地从300℃降低到60℃，膨胀过程中作功418.68 kJ ，吸热83.736 kJ ，求：（1）过程的多变指数；（2）气体的c p 和c V 。 解：（1）过程的多变指数： 由理想气体状态方程： T mR pV g =

因质量不变，所以

162.51

333357312212121

2211=??===V T V T p p T T V p V p 由多变过程的过程方程： n

n v p v p 2

211=

质量不变，可推得：

n

n

V p V p 2

211=

两边取对数

2

211ln ln ln ln V n p V n p +=+

494.131ln 162.51ln ln ln ln ln ln ln 21122112=???

????? ??=???

? ?????? ??=--=V V p p V V p p n

（2）气体的c p 和c v ：

由闭口系能量方程： kJ W Q U 944.33468.418736.83-=-=-=?

)/(6978.0)

573333(296

.334)()

(1212K kg kJ T T m U c T T mc U v v ?=--=-?=

-=?

又

w

n w t = ∴ kJ W Q H t 772.54168.418494.1736.83-=?-=-=?

)/(1287.1)

573333(2772

.541)()(1212K kg kJ T T m H c T T mc H p p ?=--=-?=

-=?

三、容积为V =0.6m 3的压缩空气瓶内装有压力p 1=10 MPa ，温度T 1=300K 的压缩空气，打开瓶上阀门用以启动柴油机。假定留在瓶内的空气进行的是可逆绝热膨胀。设空气的定压比热容为c p =1.005 kJ/(kg ·K)， Rg=0.287 kJ/(kg ·K)，问：（1）瓶中压力降低到p 2=0.7 MPa 时，用去了多少千克空气？（2）过了一段时间后，瓶中空气吸热，温度又恢复到300K ，此时瓶中空气的压力为多大？

解：（1）p 2时用去了多少千克空气 由定熵过程的过程方程：k

k v p v p 2

211=

和理想气体状态方程：

T

mR pV g =

可推得： K p p T T k

k 3296.140107.03004

.14.01

1212=?

?

?

???=?

??

?

??=-

kg

m m m kg T R V p m kg

T R V p m g g 3.594.103296.1402876.0107.07.693002876.01010216222261111=-=?=???===???==

（2）T 又恢复到300 K 时，p 3 =？

MPa V T R m p g 4924.16

.0300

2874.101

1

23=??=

=

四、 将500kg 温度为20℃的水在p 1=0.1Mpa 的压力下用电加热器定压加热到

90℃，大气环境温度为20℃，水的比热取4.187 kJ/(kg ·K)，若不计散热损失，求此加热过程消耗的电力及做功能力损失。

解：取500kg 水和电加热器作为孤立系统，水温升高所需的热量：

kJ 146545)2090(187.4500=-?=?=t mc Q

水温升高所需的热量=消耗的电力，所以消耗的电力为146545 kJ. 该加热过程将高品质的电能变为热能，能量品质降低。孤立系统的熵增为

K kJ T T mc S S O H iso /49.448293

363

ln 187.4500ln

122=?==?=? （电加热器熵增为0） 火用 损失为：kJ 13140849.4482930=?=?=iso S T I

五、 设大气压力为0.1 MPa ，温度为30℃，相对湿度φ = 0.6，试利用水蒸汽性

质表计算求得湿空气的露点温度、绝对湿度、比湿度及干空气和水蒸汽的分压力。

解：由t =30℃ 查附表1-a 得：p s = 4.2451 kPa

∵ φ= p v ／p s ＝0.6 ∴ p v = φ.p s ＝0.6×4.2451 = 2.54706 kPa 再利用附表1-b 查p v 对应的饱和温度，（线性插值）得露点温度：

1366.21)002.000254706.0(002

.0003.05403

.171142.245403.17=-?--+

=d t ℃

绝对湿度：

33,/18/018198.0303

18

5.831454706

.21m g m kg T R p v v g v v v ==?===ρ

比湿度：01626.054706

.210054706

.2622.0622.0=-?=-?

=v v p p p ω

p a = p －p v = 100－2.54706 = 97.45294 kPa

六、 设干湿球温度计的读数为t = 30℃，t w = 25℃，大气压力p b = 0.1 MPa ，试

用ω—t 图确定空气的h 、ω、φ、t d 各参数，然后查表计算求得p v 、ρ。 解：由t =30℃、t w =25℃ 在ω-t 图上找到所求湿空气状态点，然后读出该状态对应的h 、d 、φ、t d ：

h ≈76 kJ/kg （a ） d =ω≈0.018 kg/kg （a ） φ≈66.5 % t d = 23℃ 计算得： p v ≈φ.p s ＝0.665×0.0042451 = 0.002823 MPa = 2.823 kPa （p s 查附表1-a ）

33,/17.20/02016951.0303

18

5.8314823

.2m g m kg T R p V m v g v v v ≈=?≈==ρ

七、 某实验室每分钟需要压力为6 MPa 的压缩空气20标准立方米，现采用两

级压缩、级间将空气冷却到初温的机组进行生产，若进气压力p 1=0.1MPa ，温度t 1=20℃，压缩过程的多变指数n =1.25。求：（1）压缩终了的空气温度；（2）压气机的耗功率；（3）若改用单级压缩，压缩过程的多变指数仍为n =1.25，再求压缩终了的空气温度和压气机的耗功率。 解：（1）压缩终了空气的温度： 最佳压力比：

K

T T T p p n

n 2.441746

.7293)

(746.71

.06

25

.1125.11

13213=?=?=====

--ππ

（2）压气机耗功率P c ：

需要的20标准立方米（标准状态：p 0 =101.325 kPa ，t 0 = 0℃）空气流量为：

)(1

222)

/(431.0min)/(86.2527328720

10325.10112,,300T T R n n

m w m P P s kg kg T R V

p m g i c i c c g --??=??====???==

kW

32.183)

2932.441(287.0125.125

.1431.02=-??-??=

（3）改用单级压缩时

K

p p T T n

n 5.6641.0629325

.1125.111312=?

?

?

???=?

??

?

??=--

耗功率：

kW

T T R n n

m w m P g i c c 77.229)2935.664(287.01

25.125

.1431.0)(1

12,=-??-?

=--?=?=

5.1 利用蒸汽图表，填充下列空白（兰色为填充项，教材此表有误）：

5.9 p 1=3MPa 、t 1=450℃的蒸气定熵膨胀至p 2=4 kPa ，试用h －s 图求单位质量蒸气所作的膨胀功和技术功。

解：首先在h-s 图上按p 1=3MPa 、t 1=450℃找出初始状态点1，然后沿定熵线垂直向下找到与p 2=4 kPa 定压线的交点，该交点即为终状态点2。

定熵过程： w =－Δu ， w t =－Δh

查出相应的状态参数：h 1≈3345 kJ/kg v 1≈0.11 m 3/kg

h 2≈2130 kJ/kg v 2≈28 m 3/kg

kJ/kg

9972181215)28411.0103()21303345()

()(kJ/kg 12152130334532211212121=-≈?-??--≈---=-=?-=≈-≈-=?-=v p v p h h u u u w h h h w t

5.11 两股蒸气绝热混合，已知：q m1=60kg/s ，p 1=0.5MPa ，x =0.95；q m2=20kg/s ，p 2=8MPa ，t 1=500℃。混合后蒸气的压力为0.8MPa ，求混合后蒸气的温度和焓。 解：此绝热过程可看作为有2个进口和1个出口的稳流系，根据能量方程：

)()(0

0,0,02

1,02

1

22113212

2=+-+∴=?∴==?=?=+?+?+?=h q h q h q q H W z mg c Q W z mg c H Q m m m m s s

利用附表5 可求得：

kJ/kg

178.2643)35.64059.2748(95.035.640)

()1(1=-+='-''+'='-+''=h h x h h x h x h

利用附表6 可求得：kJ/kg 33972=h

kJ/kg 6335.283120

603397

20178.264360212213=+?+?=++=

m m m m q q h q h q h

由于混合后蒸气的压力为0.8MPa ，查附表5可知混合后的蒸气仍为过热蒸气。查附图，得混合后蒸气的温度近似为：t 3≈195℃

（查详细的水蒸气表可得到更精确的温度值） 6.3 题略

解：由t =25℃ 查附表4 得：p s = 3.1687 kPa

∵ φ= p v ／p s ＝0.85 ∴ p v = φ.p s ＝0.85×3.1687 = 2.693395 kPa 再利用附表5查p v 对应的饱和温度，（线性插值）得露点温度：

0986.22)002.0002693395.0(002

.0003.05403

.171142.245403.17=-?--+

=d t ℃

比湿度：01722.0693395

.2100693395

.2622.0622.0=-?=-?

=v v p p p ω

含有每kg 干空气的湿空气的焓：

]

kJ/kg(a)[99295.68)2586.12501(01722.025005.1)86.12501(005.1=?++?=++=t t h ω 6.4 题略

解：由t =30℃、t w =25℃ 在ω-t 图上找到所求湿空气状态点，然后读出该状态对应的h 、ω、φ、t d ：

h ≈76 kJ/kg （a ） ω≈0.018 kg/kg （a ） φ≈66.5 % t d = 23℃ 计算得： p v ≈φ.p s ＝0.665×0.0042451 = 0.002823 MPa = 2.823 kPa （p s 查附表1-a ）

33,g/m 17.20kg/m 02016951.0303

18

5.8314823.2≈=?≈==T R p V m v g v v v ρ

7.1 题略

解： 对于空气4.1=κ，临界压力比 ν =0.528

由题意知：入口处c f1 很小，∴ 可认为MPa 3.0*1=≈p p

MPa 1.0=b p

528.03

.01

.0/1<=

p p b ∴应选择缩放型喷管。

对于缩放型喷管，喉部的截面积最小。

∴MPa 1584.03.0528.0*

=?==p p cr ν

K 5.2471584.03.0)24273(4

.14

.0111=?

?

?

??+=?

??

? ??=-

--

κ

κcr cr p p T T （绝热）

m/s 3.3155.2472874.1=??==cr g cr f T R c κ

/kg m 448.010

1584.05

.24728736

=??=

=

cr

cr g cr p T R v ∴23m 1068.53

.315448

.04-?=?==

cr f cr m cr c v q A 喉部直径d = 85 mm

7.2 题略

c f 1＞50 m/s ，应考虑初速度。

则 K 7931005

22007732*2

21

1=?+=+=p f c c T T MPa 093.17737931**4

.04

.11

11=?

?

? ???=?

??

?

??=-κκT T p p

对于渐缩喷管，临界状态时流量最大，此时

MPa 577.0093.1528.0*2=?===p p p cr ν

K 7.660577.0093.1793**4

.14

.012=?

?

?

???=?

??

?

??==-

--

κ

κcr cr p p T T T

m/s 68.515)*(22=-==cr p cr f T T c c c

7.3 通过测量节流前后水蒸汽的压力和节流后的温度可推得节流前水蒸汽的干度。现有压力p 1=2 MPa 的湿蒸汽被引入节流式干度计，节流后压力降到p 2=0.1MPa ，此时测得温度t 2 =130℃，试确定节流前蒸汽的干度。

解：分析：由蒸汽节流后的压力p 2=0.1MPa 和温度t 2 =130℃，查附表2，可得节流后水蒸汽的焓，利用节流前后焓相等的概念，即h 2 = h 1, 再利用求湿蒸汽焓的公式求得节流前水蒸汽的干度。 查附表2，得： kJ/kg 25.27362

2

.27563.271621401202=+=+=

h h h kJ/kg 25.2736)1(211111=='-+''=h h x x h h 96698.064

.90866.279864.90825.273611121=--='-'''-=

h h h h x

8.1题略（循环图见P129. F.8.10）

解：已知初始状态：kPa 1001=p ；K 300272731=+=T ；压缩比14=ε；

工质吸热量 k J /k g 1000

43321=+=--q q q ； 4.1=κ

1～2. 定熵，则 K 1.862143004.01

2112=?=?

??

?

??=-κV V T T

设 V V =2，则 V V 141=

2～3～4. 由kJ/kg 500)()(34234332=-=-==--T T c T T c q q p v K 5.15581.862718.0500

/50023=+=

+=?T c T v K 0.20565.1558005

.1500

/50034=+=+=T c T p

V V V ==23；V V T T V 319.133

4

4==

4～5. 定熵，1

5

4

45-???

? ??=κV

V T T ；V V V 1415==

K 2.79914319.10.20564

.05=?

?

?

???=T

k J /k g 4.358)3002.799(718.0)(15152=-?=-==-T T c q q v 1). kJ/kg 6.641210=-=q q w 2). %16.6411

2

=-=q q t η 8.4 题略

解：由题意知：;m 150;K 15.273;kPa 325.10131211====V T T p MPa 52=p

吸入的气体质量为 kg 876.19315

.27310287.0150

10325.10133111=????==

T R V p m g （可逆）等温压缩过程的放热量：

kJ

7.59257325.101105ln 15.273287.0876.193ln 3

21=???==?===p p T mR S

T W W Q g t 8.5 题略（循环图见P130. F.8.12）

解：已知：k P a 1001=p ；K 293273

201=+=T ； k P a 5002=p ；K 11732739003=+=T ；k g /s 4=m

①：1～2.定熵过程

K 4641005002934

.14

.011212=?

?

?

???=?

??

?

??=-κ

κp p T T

kW 8.704)()(1212=-=-=T T c m h h m

w p c ； ②：3～4.定熵过程

K 74150010011734

.14

.013434=?

?

?

???=?

??

?

??=-κ

κp p T T

kW 4.1781)()(4343=-=-=T T c m h h m

w p tur ； ③：53.2:14.1781/8.704/==tur c w w =39.53 %； ④：%9.36464

293

1121=-=-=T T t η； 8.7 题略

解：已知：K 303273304=+=T ；K 253273201=+-=T ； kW 5.312=-=H H P

①：查氨的压焓图（查图值可能不完全相同，以下是参考值）

k J /k g 45054==h h ；M P a 1.12=p ；k J /k g

18252=h M P a 17.01=p ； k J /k g 1570

1=h 47.61

2

==

p p π； ②：39.41570

1825450

15701241=--=--=

h h h h ε；

③：冷吨98.386.3/)4501570(0137.0)(412=-?=-=h h m

Q ； ④：放热量kW 87.18)4501825(0137.0)(421=-?=-=h h q Q m ； ⑤：kg/s 0137.01570

18255

.312=-=-=

h h P q m

部分习题解答

第9章

9.4 题略

已知：λ1=1.3 W/（m ·℃） δ1= 0.02 m λ2= 0.35 W/（m ·℃） q max = 1830 W/m 2 t w 1 =1300 ℃ t w 2 = 30℃ 求：?2=δ

解：由多层壁导热公式：2

2

11λδλδ+?=

t

q

可得 m q t 2375

.035.03.102.018303013002112=????

??--=???? ?

?-?=λλδδ 结论：保温层最小厚度为237.5 mm 。

9.5 题略

此题3层圆筒壁导热问题

（1）每米管长的各层热阻分别为（由内向外排序）

W

K m d d R l /10357.16616

.017.0ln 58.021ln 214

1211??=?=π=

-πλλ

W K m d d R l /283.017

.023.0ln 17.021ln 212322?=?=π=

πλλ W

K m d d R l /3967.023

.029.0ln 093.021ln 213433?=?=π=

πλλ

每米管长的总热阻

)0(/6797.03967.0283

.010357.16614≈?=++?=-l l R W K m R λλ

（2）每米管长的热损失为

m W R t t r r t t q l i i n

i i

n w w l /8.3676797.050300ln 2141111

· 1=-=-=π-=

+=+∑λλ （3）各层接触面的温度

由于通过每层的q l 相同，即

1

21l w w l R t

t q λ-= 得

热工基础习题参考答案(部分)

1.3 题略 解： m 2.127481 .92.110)7893(3 =??-=??=??=?g p h h g p ρρ 1.5 题略 m 1.05.0 2.030sin m 2.0200kg/m 800/8.033=?======l h mm l cm g ρ已知： 烟气的真空度为： Pa 8.78430sin 2.081.9800=??=??=h g p v ρ ∵ 1 mmH 2O = 9.80665 Pa ∴ 1 Pa = 0.10197 mmH 2O O mmH 027.808.7842==Pa p v 烟气的绝对压力为： kPa 540.98Pa 388.985408.7843224.133745==-?=-= v b p p p 1.10 题略 解：锅内表压力 g 40.77kg 04077.081 .91041010063==???=?= ?= -g A p m A g m p g g 2.2填空缺数据（兰色）： 2.9 题略 已知：D 1 = 0.4 m ，p 1 =150 kPa ，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD ，太阳辐射加热后D 2 = 0.45 m 求：过程中气体对外作功量 解：由D 1=0.4 m ，p 1=150 kPa ，可求得：k =375 kPa/m

kJ 27.2) (8 2 2 )6 (41423 332 1 =-= == ?==? D D k dD kD W dD kD D d kD pdV dW D D π π π π 答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ 2.12 题略 解：（1）确定空气的初始状态参数 K 300)27273(m 10101010100kPa 1.29310100108.91951021332414 3 111=+==???===???+=+=+=-----T AH V A g m p p p p b g b （2）确定拿去重物后，空气的终了状态参数 由于活塞无摩擦，又能与外界充分换热，因此终了平衡状态时缸内空气的压力和温度与外界的压力和温度相等。则 33-3211 2124 3222m 101.50231 .1951 .29310K 300kPa 1.19510100108.9)100195(102?=?=====???-+=+=+=---p p V V T T A g m p p p p b g b 活塞上升距离 cm 023.5m 05023.01010010)15023.1()(4 3 12==??-=-=?--A V V H 对外做功量 J 999.9710)15023.1(101.195332=?-??=?=-V p W 由闭口系能量方程，Q =△U+W ，因T 2 = T 1，故△U = 0。所以求得气体与外界的换热量为 Q =W=97.999 J 讨论：（1）本题活塞上升过程为不可逆过程，其功不能用pdV W ?=2 1计算， 本题是一种特殊情况，即已知外界压力，故可用外界参数计算功（多数情况下外

热工基础习题答案1--8

1--------4 1.3 题略解： m 2.127481 .92.110)7893(3 =??-=??=??=?g p h h g p ρρ 1.5 题略 m 1.05.0 2.030sin m 2.0200kg/m 800/8.033=?======l h mm l cm g ρ已知： 烟气的真空度为： Pa 8.78430sin 2.081.9800=??=??=h g p v ρ ∵ 1 mmH 2O = 9.80665 Pa ∴ 1 Pa = 0.10197 mmH 2O O mmH 027.808.7842==Pa p v 烟气的绝对压力为： kPa 540.98Pa 388.985408.7843224.133745==-?=-= v b p p p 1.10 题略 解：锅内表压力 g 40.77kg 04077.081 .91041010063==???=?= ?= -g A p m A g m p g g 2.2填空缺数据（兰色）： 2.9 题略 已知：D 1 = 0.4 m ，p 1 =150 kPa ，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD ，太阳辐射加热后D 2 = 0.45 m 求：过程中气体对外作功量 解：由D 1=0.4 m ，p 1=150 kPa ，可求得：k =375 kPa/m

kJ 27.2) (8 2 2 )6 (41423 332 1 =-= == ?==? D D k dD kD W dD kD D d kD pdV dW D D π π π π 答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ 2.12 题略 解：（1）确定空气的初始状态参数 K 300)27273(m 10101010100kPa 1.29310 100108.91951021332414 3 111=+==???===???+=+=+=-----T AH V A g m p p p p b g b （2）确定拿去重物后，空气的终了状态参数 由于活塞无摩擦，又能与外界充分换热，因此终了平衡状态时缸内空气的压力和温度与外界的压力和温度相等。则 33-3211 2124 3 222m 101.50231 .1951 .29310K 300kPa 1.19510100108.9)100195(102?=?=====???-+=+=+=---p p V V T T A g m p p p p b g b 活塞上升距离 cm 023.5m 05023.01010010)15023.1()(4 3 12==??-=-=?--A V V H 对外做功量 J 999.9710)15023.1(101.195332=?-??=?=-V p W 由闭口系能量方程，Q =△U+W ，因T 2 = T 1，故△U = 0。所以求得气体与外界的换热量为 Q =W=97.999 J 讨论：（1）不可逆过程的功不能用pdV W ? = 2 1 计算，本题用外界参数计算功是一种 特例（多数情况下外界参数未予描述，因而难以计算）。 （2）系统对外做功97.999 J ，用于提升重物的功量为V p g ?2，另一部分V p b ?是克服

热工基础课后答案超详细版

第一章 思考题 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态得概念？ 答：平衡状态就是在不受外界影响得条件下,系统得状态参数不随时间而变化得状态.而稳定状态则就是不论有无外界影响,系统得状态参数不随时间而变化得状态。可见平衡必稳定,而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态得概念,就是为了能对系统得宏观性质用状态参数来进行描述. 2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质得压力不变,问测量其压力得 压力表或真空计得读数就是否可能变化? 答：不能,因为表压力或真空度只就是一个相对压力。若工质得压力不变，测量其压力得压力表或真空计得读数可能变化，因为测量所处得环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时,表明被测对象得实际压力愈大还就是愈小？ 答:真空表指示数值愈大时，表明被测对象得实际压力愈小。 ４、准平衡过程与可逆过程有何区别? 答：无耗散得准平衡过程才就是可逆过程,所以可逆过程一定就是准平衡过程，而准平衡过程不一定就是可逆过程. ５、不可逆过程就是无法回复到初态得过程,这种说法就是否正确? 答:不正确。不可逆过程就是指不论用任何曲折复杂得方法都不能在外界不遗留任何变化得情况下使系统回复到初态,并不就是不能回复到初态。 6、没有盛满水得热水瓶,其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧,这就是什幺原因? 答:水温较高时,水对热水瓶中得空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时,热水瓶中得空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7、用U形管压力表测定工质得压力时,压力表液柱直径得大小对读数有无影响? 答:严格说来，就是有影响得,因为Ｕ型管越粗，就有越多得被测工质进入Ｕ型管中,这部分工质越多,它对读数得准确性影响越大。 习题 1－１解: 1. 2. 3. 4. 1-2图1-８表示常用得斜管式微压计得工作原理。由于有引风机得抽吸，锅炉设备得烟道中得压力将略低于大气压力。如果微压机得斜管倾斜角,管内水 解:根据微压计原理，烟道中得压力应等于环境压力与水柱压力之差

【精品】热工基础考试题库1

试卷一 一、选择(本大题16分，每小题2分) 1.某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（）正确。 (a)ds＞dq/T(b)ds＜dq/T（c）ds=dq/T 2。处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间的关系正确的是().(ρ为密度)。 （a）F=F（ρ，v,T)(b）F=F(ρ,v，P)（c)F=F(ρ,P,T) ３．用压力表测量容器内氧气的压力，压力表读数为25bar。已知当地大气压力为1bar，则氧气的真实压力为（）bar. (a）26（b）25（c）24 ４．在p－v图上，经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值（） (a)大（b）小（c)相等（d）可能大，也可能小 ５．理想气体1kg经历一不可逆过程,对外做功20kJ放热20kJ,则气体温度变化为（)。 (a）提高(b）下降（c）不变 ６．同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩（1

７．理想气体等温过程的技术功为（） (a）h1-h2（b）0（c）（d）v(p1=p2） ８．理想气体绝热流经节流阀，节流后稳定截面处的焓值（）（a)升高（b)降低（c)不变（d）无法确定 二、判断正误(划“√”或“×”号）（本大题16分，每小题2分） 1。系统从外界吸收热量，温度一定升高（）。

2.在热力循环中，如果工质不向冷源放热，则该循环的热效率可以达到100%（). 3。沸腾状态的水总是烫手的。(） 4.蒸汽抽汽回热循环每级抽汽量越大，循环热效率越大。（) 5。绝热过程一定是定熵过程.() 6.供热系数一定大于1，制冷系数也一定大于1。（） 7.实际气体的压缩因子总不等于1。（） 8.任意可逆循环的热效率都是。（) 三、填空（本大题16分,每小题2分） １、稳定流动能量方程式应用于换热器时的简化形式 2、2kg空气从300K定压加热到700K时的吸热量为kJ（空气比定压热容=1.004kJ/（kg·K）） ３、当湿蒸汽的干度x＝0时，工质全部为。 ４、一不可逆热机在高温热源Th和低温热源Tl之间工作。高温热源熵变–1。5kJ/K;低温热源熵变2.5kJ/K,热机在绝热压缩过程中熵变0。2kJ/K；绝热膨胀过程中熵变0.7kJ/K；取高温热源、低温热源和热机为系统，则完成循环后此系统的熵变S系=＿＿＿kJ/K。 ５、已知氧气在250K时=0。913kJ/（kg·K),=0.653kJ/（kg·K）.则该气体的气体常数R

工程热力学期末试题及答案

工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 （闭卷，150分钟） 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？ 答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C ，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： =??? ? ?++-?=15.27350015.273301500,q x E 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分 1分 根据卡诺定理及推论： 1 则： 。1分 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空， 如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ） 如何变化，并简述为什么。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。 5. 试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计） 答：开口系一般能量方程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件 ， 则上式可以简化为： 根据质量守恒，有 代入能量方程，有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态方程。 答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态方程可写成：P i V = m i R i T 。 B 隔板 A 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W R 0S ?=22t t,C 1111Q T Q T ηη==-=-iso 0S ?=iso 0 S ?=

热工基础与应用课后习题答案(全)第二版

山东大学 热工基础课后习题解答 第一章 思考题 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？ 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？ 答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？ 答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？ 答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？

答：严格说来，是有影响的，因为U 型管越粗，就有越多的被测工质进入U 型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。 习 题 1-1 解： kPa bar p b 100.61.00610133.37555==??=- 1. kPa p p p g b 6.137********.100=+=+= 2. kPa bar p p p b g 4.149494.1006.15.2==-=-= 3. kPa mmHg p p p v b 3315.755700755==-=-= 4. kPa bar p p p b v 6.50506.0 5.000 6.1==-==- 1-2 图1-8表示常用的斜管式微压计的工作原理。由于有引风机的抽吸，锅炉 设 备的烟道中的压力将略低于大气压力。如果微压机的斜管倾斜角?=30α， 管内水 解：根据微压计原理，烟道中的压力应等于环境压力和水柱压力之差 mmHg Pa gh p 35.79805.0102008.91000sin 3==????=-αρ＝水柱 mmHg p p p b 65.74835.7756=-=-=水柱 1-3 解： bar p p p a b 07.210.197.01=+=+= bar p p p b 32.005.107.212=-=-= bar p p p b C 65.032.097.02=-=-= 1－4 解： kPa H p p p b 2g mm 15745760＝＝－＝＝汞柱真空室- kPa p p p a 36236021=+=+=真空室 kPa p p p b 19217036212=-=-=

热工基础第十章张学学思考题答案

热工基础第十章思考题答案 1 何谓表面传热系数？写出其定义式并说明其物理意义。 答：q=h（t w-t f），牛顿冷却公式中的h为表面传热系数。表面传热系数的大小反映对流换热的强弱。 2 用实例简要说明对流换热的主要影响因素。 答：（1）流动起因室内暖气片周围空气的流动是自然对流。而风机中的流体由于受到外力的作用属于强迫对流。强迫对流和自然对流的换热效果是不同的。 （2）流动的状态流动状态有层流和湍流，层流和湍流的对流换热强度不同，输水管路，水流速度不同，会导致水的流动状态由层流到湍流，那么这两种流动状态对流换热效果是不同的。 （3）流体有无相变水在对流换热过程中被加热变成水蒸气，蒸气在对流换热过程中被冷却变成水，这个过程会吸收和放出汽化潜热，两个换热过程的换热量不同。 （4）流体的物理性质流体的物理性质对对流换热影响很大，对流换热是导热和对流两种基本导热共同作用的结果。因此，比如水和油，金属和非金属对流换热效果不同。 （5）换热表面的几何因素换热器管路叉排和顺排换热效果不同，换热管线直径大小对换热效果也有影响。 3 对流换热微分方程组有几个方程组组成，各自到处的理论依据是什么？ 答：（1） 连续性微分方程 （2） 热量平衡方程 （1）ρ(u τ+u u x +v u y )=F x?p x +η(2u x2 +2u y2 )动量平衡方程 连续性微分程的依据是根据质量守恒导出的 热量平衡方程是根据能量守恒导出的 动量平衡方程是根据动量守恒导出的 4 何谓流动边界层和热边界层？它们的厚度是如何规定的。 答：流动边界层是由于流体粘度造成速度变化的区域，即速度发生明显变化的流体薄层。速度达到∞ 处的y值作为边界层的厚度，用δ表示。 当温度均匀的流体与它所流过的固体壁面温度不同时，在壁面附近会形成一层温度变化较大的流体层，称为热边界层。过于温度t-t w=（t∞-t w）处到壁面的距离为热边界层的厚度。 5 简述边界层理论的基本内容。 答：（1）边界层的厚度与壁面特征长度L相比是很小的量。 （2）流场划分为边界层区和主流区。流动边界层内存在较大的速度梯度，是发生动量扩散的主要 区域。在流动边界层之外的主流区，流体可近似为理想流体。热边界层内存在较大的温度梯度，是发生热 量扩散的主要区域，热边界层之外的温度梯度可以忽略。 （3）根据流动状态，边界层分为层流边界层和湍流边界层。湍流边界层分为层流底层、缓冲层与湍流核心三层。层流底层内的速度梯度和温度梯度远大于湍流核心。 （4）在层流边界层与层流底层内，垂直于壁面方向上的热量传递主要靠导热。湍流边界层的主要热阻在层流底层。 6 边界层理论对求解对流换热问题有何意义？ 答：应用边界层理论分析对流换热微分方程中各项的数量级，忽略高阶小量，可以使对流换热微分方程组得到合理的简化，更容易分析求解。

热工基础考试题库(带答案)

热工基础题库 一、选择题 基本概念 1.与外界只发生能量交换而无物质交换的热力系统称为。B A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 2.与外界既无能量交换又无物质交换的热力系统称为。D A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 3.开口系统与外界可以有。D A、质量交换 B、热量交换 C、功量交换 D、A+B+C 4.与外界有质量交换的热力学系统是：A A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 5.下列与外界肯定没有质量交换但可能有热量交换。B A、绝热系统 B、闭口系统 C、开口系统 D、孤立系统 6.实现热功转换的媒介物质称为。C A、系统 B、气体 C、工质 D、蒸气 7.工质应具有良好的和。A A、流动性/膨胀性 B、耐高温性/导热性 C、耐高压性/纯净 D、耐腐蚀性/不易变形 8.若闭系处于热力学平衡状态，则内部工质的处处一致。A A、压力和温度 B、压力和比容 C、比容和温度 D、压力、温度和比容 9.稳定状态是平衡状态，而平衡状态是稳定状态。B A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 10.均匀状态是平衡状态，而平衡状态是均匀状态。C A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 11.下列组参数都不是状态参数。C A、压力；温度；比容 B、内能；焓；熵 C、质量；流量；热量 D、膨胀功；技 术功；推动功 12.下列组参数都是状态参数。A A、焓；熵；比容 B、膨胀功；内能；压力 C、热量；比热；温度 D、技术功；动能；位能 13.下列答案是正确的。B A、10℃=43.8℉=285.15K B、10℃=50℉=283.15K C、10℃=40.2℉=285.15K D、10℃=42℉=283.15K 14.摄氏温度变化1℃与热力学绝对温度变化1K相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 15.摄氏温度变化1℃与华氏温度变化1℉相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 16.若大气压力为100KPa，真空度为60KPa，则绝对压力为。D A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40KPa 17.若大气压力为100KPa，表压力为60KPa，则绝对压力为。A A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40Kpa 18.在工程热力学计算中使用的压力是。A A、绝对压力 B、表压力 C、真空压力 D、大气压力 19.若大气压力为0.1Mpa，容器内的压力比大气压力低0.004Mpa，则容器的B。 A、表压力为0.096Mpa B、绝对压力为0.096Mpa C、真空度为0.104Mpa D、表压力为0.104Mpa

试题3答案《热工基础与应用(第3版)》

热工基础参考答案 （开卷部分） 三、计.算题（45分） 1. (15分)（1）如右图 （3分） （2）1 1.412 1.4211300.154446K p T T p κκ--??=?=?= ??? max 327334461176K 1.004 H p q T T T c ==+=+= (4分) （3）1 1.411.4443311176791.4 K 4p T T p κκ --????=?=?= ? ????? 02134()() 1.004(1176791.4446300.15)239.7 kJ/kg T c p p w w w c T T c T T =-=---=?--+= 01 1.411.4 11110.3274t H w q κκηπ--==-=-= (4分) （4） ()()4'33411760.911176791.4826 K T T T T T η=--=-?-= '4'132826300.15110.281176446 t T T T T η--=- =-=-- (4分) 2. (15分) （1） 因为冷流体的出口温度（60℃）大于热流体的出口温度，所以是逆流。 （5分） （2） '""'o 1212'"1 2"'12()()(10760)(3217)28 C 10760ln ln 3217m t t t t t t t t t ------?===---- （5分） （3）()()"'22220.44178601771861.6 W m m A t q c t t κΦ=?=-=??-= 271861.6=285.2 (W/m .K)928 m A t κΦ==?? （5分） 3. (15分)（1）管道外表面A 1对水泥沟表面A 2的角系数为：X 1,2=1

湖南大学工程热力学试题及答案1

诚信应考,考试作弊将带来严重后果！ 湖南大学课程考试试卷

2. 理想气体只有取定值比热容时，才能满足迈耶公式g v p R c c =-。……（ ） 3. 不可逆过程不能T-s 图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。………… （ ） 4. 卡诺循环的热效率一定大于其它循环的热效率。…………………………（ ） 5. 稳定流动能量方程适用于所用工质的稳定流动情况，不论过程是否可逆，有无耗散效应。……………………（ ） 6. 自发过程都是不可逆过程，非自发过程都是可逆过程。…………………（ ） 7. 活塞式压气机应采用隔热措施，使压缩过程接近绝热过程。………………（ ） 8. 经不可逆循环，系统与环境无法完全恢复原态。……………………………（ ） 9. 熵产大于0的过程必为不可逆过程。………………………………………（ ） 10. 实际气体绝热自由膨胀之后，其热力学能不变。…………………………（ ） 三、选择题（每小题2分，共20分） 1. 理想气体可逆吸热过程，下列哪个参数一定增加：（ ）。 A.热力学能； B.熵； C.压力； D.温度 2. ? +?=pdv u q 适用于 （ B ） A 理想气体可逆过程 B 一切气体可逆过程 C 理想气体一切过程 D 理想气体准静态过程 3. 下面参数中，量纲不相同的有（ B ） A. 比热容 B. 比焓 C. 质量气体常数 D. 比熵 4. 若空气进行可逆定压加热过程，则：（ C ）。 A.空气作功量大于其热力学能增量； B.空气作功量等于其热力学能增量； C.空气作功量小于其热力学能增量； D.无法确定 5. 下列三种状态的空气，哪种状态的熵最大（ A ）。 A. 100oC ，20bar ； B. 200oC ，10bar ； C. 100oC ，10bar ； D. 150oC ，15bar 6. 某制冷机在热源1T =300K 及冷源2T =250K 之间工作，其输入功W 为25kJ ，从冷源吸热量Q ,2为110kJ ，此制冷机是（ C ）。

热工基础第十一章习题解答

11-1 某种玻璃对波长0.4~2.5 μm 范围内的射线的透射比近似为0.95，而对其它波长射线的透射比近似为0，试计算此玻璃对温度为1500 K 、2000 K 和6000 K 的黑体辐射的透射比。 解：由题意： 当温度为1500K 时， K m T ?=?=μλ6004.015001 K m T ?=?=μλ37505.215002 查黑体辐射函数表，有%0)0(1 =-T b F λ,%385.43)0(2 =-T b F λ 此玻璃的透射比为：%216.41)95.0)0()0(1 2 =-? --T b T b F F λλ（ 当温度为2000K 时， K m T ?=?=μλ8004.020001 K m T ?=?=μλ50005.220002 查黑体辐射函数表，有%0)0(1 =-T b F λ,%41.63)0(2 =-T b F λ 此玻璃的透射比为：%2395.60)95.0)0()0(1 2 =-? --T b T b F F λλ（ 当温度为6000K 时， K m T ?=?=μλ24004.060001 K m T ?=?=μλ150005.260002 查黑体辐射函数表，有%05.14)0(1 =-T b F λ,%885.96)0(2 =-T b F λ 此玻璃的透射比为：%693.78)95.0)0()0(1 2 =-? --T b T b F F λλ（ 当温度为6000K 时， K m T ?=?=μλ24004.060001 K m T ?=?=μ λ150005.260002 查黑体辐射函数表，有%05.14)0(1 =-T b F λ,%885.96)0(2 =-T b F λ 此玻璃的透射比为：%693.78)95.0)0()0(1 2 =-? --T b T b F F λλ（ 11-2 某黑体辐射最大光谱辐射力的波长8.5max =λμm ，试计算该黑体辐射在波长1~5 μm 范围内的辐射能份额。

热工基础答案

热工基础答案 第一章 1-1 解： kPa bar p b 100.61.00610133.37555==??=- 1. kPa p p p g b 6.137********.100=+=+= 2. kPa bar p p p b g 4.149494.1006.15.2==-=-= 3. kPa mmHg p p p v b 3315.755700755==-=-= 4. kPa bar p p p b v 6.50506.0 5.000 6.1==-==- 1-2 图1-8表示常用的斜管式微压计的工作原理。由于有引风机的抽吸，锅炉设 备的烟道中的压力将略低于大气压力。如果微压机的斜管倾斜角?=30α， 管内水 解：根据微压计原理，烟道中的压力应等于环境压力和水柱压力之差 mmHg Pa gh p 35.79805.0102008.91000sin 3==????=-αρ＝水柱 mmHg p p p b 65.74835.7756=-=-=水柱 1-3 解： bar p p p a b 07.210.197.01=+=+= bar p p p b 32.075.107.212=-=-= bar p p p b C 65.032.097.02=-=-= 1－4 解： kPa H p p p b 2g mm 15745760＝＝－＝＝汞柱真空室- kPa p p p a 36236021=+=+=真空室 kPa p p p b 19217036212=-=-= kPa p p p b c 1902192=-=-=真空室 kN A p p F b 8.150.45π4 1 133.3745)(2=??? ?=-=真空室 1-4 解： bar mmHg p p p p b 11.215828003.133/81.9300760=?+=＝＋＋＝＋汞柱水柱 1-5 解：由于压缩过程是定压的，所以有

热工基础复习考试复习题

试卷一 一、选择（本大题 16 分，每小题 2 分） 1.某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（）正确。 (a) ds ＞ dq/T （ b ） ds ＜ dq/T （ c ） ds=dq/T 2.处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间的关系正确的是（）。 (ρ为密度 ) 。 (a)F=F(ρ,v,T) （ b ） F=F(ρ,v,P) （ c ） F=F(ρ,P,T) ３．用压力表测量容器内氧气的压力，压力表读数为 25bar 。已知当地大气压力为 1bar ，则氧气的真实压力为（） bar 。 (a) 26 （ b ） 25 （ c ） 24 ４．在 p － v 图上，经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值（） (a) 大（ b ）小（ c ）相等（ d ）可能大，也可能小 ５．理想气体 1kg 经历一不可逆过程，对外做功 20kJ 放热 20kJ ，则气体温度变化为（）。 (a) 提高（ b ）下降（ c ）不变 ６．同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩（ 1

1.系统从外界吸收热量，温度一定升高（）。 2.在热力循环中，如果工质不向冷源放热，则该循环的热效率可以达到 100% （）。 3.沸腾状态的水总是烫手的。 ( ) 4.蒸汽抽汽回热循环每级抽汽量越大，循环热效率越大。 ( ) 5.绝热过程一定是定熵过程。 ( ) 6.供热系数一定大于 1 ，制冷系数也一定大于 1 。 ( ) 7.实际气体的压缩因子总不等于 1 。（） 8.任意可逆循环的热效率都是。 ( ) 三、填空（本大题 16 分，每小题 2 分） １、稳定流动能量方程式应用于换热器时的简化形式 2、2kg 空气从 300K 定压加热到 700K 时的吸热量为 kJ （空气比定压热容 =1.004 kJ/ （ kg ·K ）） ３、当湿蒸汽的干度 x ＝ 0 时，工质全部为。 ４、一不可逆热机在高温热源 T h 和低温热源 T l 之间工作。高温热源熵变–1.5kJ/K ；低温热源熵变2.5kJ/K ，热机在绝热压缩过程中熵变 0.2kJ/K ；绝热膨胀过程中熵变 0.7kJ/K ；取高温热源、低温热源和热机为系统，则完成循环后此系统的 熵变S 系 = ＿＿＿ kJ/K 。 ５、已知氧气在 250K时=0.913 kJ/(kg·K)，=0.653 kJ/(kg·K)。则该气 体的气体常数R g =＿＿＿kJ/(kg·K)。 ６、一热泵工作时向高温热源传递热量 50kJ, 消耗掉的机械能 20 kJ, 供暖系数为。

热工基础课后答案第八和九章

第八章 习 题 8-1. 一大平板，高3m ，宽2m ，厚 0.02m ，导热系数为45 W/(m ·K)，两侧表面温度分别为1001=t ℃、502=t ℃，试求该板的热阻、热流量、热流密度。 解：解：由傅立叶导热定律： 热阻 W K A R /407.745 2302.0=??= ＝ λδm 热流量 W t t A Q w w 67500002 .05010045232 1=? ??-=－＝δ λ 热流密度 2 /1125002 3675000m W S Q q ＝?= = 8-2. 空气在一根内径50mm ，长2.5m 的管子内流动并被加热，已知空气平均温度为80℃， 管内对流换热的表面传热系数为70=h W/(m 2 ·K) ，热5000=q W/m 2 ，试求 管壁温度及热流量。 解：由牛顿冷却公式：()f w t t h q -=得到 C t h q t f w 0 42.1518070 5000=+= += W s q Q 53.2405 .04 5.250002 =?? ??=π ＝ 8-3. 一单层玻璃窗，高1.2m ，宽1m ，玻璃厚0.3mm ，玻璃的导热系数为051.=λ W/(m ·K)，室内外的空气温度分别为20℃和5℃，室内外空气与玻璃窗之间对流换热的表面传热系数分别为51=h W/(m 2 ·K)和202=h W/(m 2 ·K)，试求玻璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、两侧的对流换热热阻。 解：对流换热计算公式： W h h t t s Q f f 9.7120 105 .10003.05 152012.1112 1 21=+ ? ?+ + -? =＋ －＝λ δ 导热热阻为：W K R /000286.005 .10003.01=== λ δ 内侧对流换热热阻为：W K h R /2.05 1112== = 外侧对流换热热阻为：W K h R /05.020 112 3== = 8-4. 如果采用双层玻璃窗，玻璃窗的大小、玻璃的厚度及室内外的对流换热条件与1-3题相同，双层玻璃间的空气夹层厚度为5mm ，夹层中的空气完全静止，空气的导热系数为

热工基础思考题答案

思考题 第一章 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？ 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的 压力表或真空计的读数是否可能变化？ 答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？ 答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？ 答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？ 答：严格说来，是有影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。 第二章

热工基础综合练习题

《热工基础》综合练习题 一、填空题 1．雾化燃烧是气体燃烧料的一种燃烧方式？ 2．包含对流换热系数的准数是 3．洁白的雪对热射线有很强的反射能力？ 4．金属的导热系数随着温度的升高而降低？ 5．为提高实际燃烧温度，空气过剩系数不宜太小，也不能过大？ 6．由红砖、保温砖、粘土砖组成多层平壁，如层与层间由于接触不紧密而存在空气，则多层平壁的传导热流量将（a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不能确定。 7．对不饱和空气，干球温度、湿球温度、露点温度之间三者的大小关系是 8．影响自然排烟烟囱抽力的主要因素有 二、简答题 1．为什么新干法窑尾的电收尘器前要设置增湿塔 2．多通道燃烧器有什么突出的优点 3．新型控流阻力篦板主要解决了什么关键问题，篦板阻力与料层阻力的关系发生了什么变化 4．回转窑应具备什么功能，怎样调控物料在窑内的运动 5．简述新型干法生产工艺的发展历程试从热工角度讨论生产中节能降耗的可能途径 6．冷却机的性能有哪些评价指标 7．分解炉内的旋风和喷腾效应有什么主要效果（15分） 8．悬浮预热器的共性有哪些，使用中预热器为何要采用多级串联的工艺布置（15分）9．生产中可采用哪些措施防止结皮堵塞。

10．降低预热器系统阻力损失的措施有哪些 11．生产中为什么要控制分解炉内的温度为890±30℃） 12．影响碳酸盐分解的主要因素有哪些？已知某生产线入窑生料的烧失量为36.2%，出窑烟气中的物料烧失量为3.8%，试求其入窑的表观分解率。 13．简述预分解窑系统中分解炉的主要功能，分解炉内的物料分散与均布是怎样实现的？ 新型干法生产工艺为何能降低废气中的NOx排放量？ 14．在什么情况下应考虑采用旁路放风，它对预热器窑和预分解窑的影响是否一样？15．第三代篦冷机采用了哪些主要的技术措施？ 16．试从熟料形成的热化学入手，说明生产过程中建立稳定的热工制度的必要性，稳定热工制度应有哪些保证条件？ 17．新型干法水泥生产中的D-D炉与RSP炉的主要区别是什么？ 18．生料再循环的目的是什么？ 19．新型干法生产中，为使系统控制最优，对各级预热器的分离效率应进行怎样的控制（以4级预热器为例）？ 20．怎样定义碱的内循环与外循环？ 21．复合式篦冷机与组合阶段式篦冷机的主要区别是什么？ 22．水泥熟料的实际热耗主要由那几部分组成？ 23．在不考虑土建投资的情况下，若追求热效率最高，是不是以增加预热器的级数为好？24．结合传热理论说明预热器系统换热效率好的原因。

热工基础复习题新

《热工基础》复习题 一、概念题 1、 孤立系统 2、 工质 3、 平衡状态 4、 技术功 5、 理想气体 6、 湿蒸汽的干度 7、 热力学第二定律的两种说法； 8、 熵增原理； 9、 水的临界点； 10、 临界压力比； 11、 压气机的绝热效率； 12、 热机的相对内效率； 13、 湿空气的相对湿度； 14、 湿空气的露点 15、 导热 16、 热对流 17、 热辐射 18、 黑体 19、 灰体 20、 传热过程 二、综合题 1、简述动力循环的定义及其经济评价指标。 2、喷管有哪两种型式？其内部的能量转换关系如何？ 3、分别从热力学第一定律和第二定律出发，简述热电机组热效率偏低的原因。 4、假设燃气在燃气轮机内的膨胀过程是绝热的，且其初始参数及末压力固定不变。若燃气可视为理想气体，请利用T-s 图定性分析膨胀过程中的不可逆性对燃机经济性的影响。 5、什么是对流换热？影响对流换热系数的因素有哪些？ 6、推导对流换热的微分方程式？并简述其用途。 7、什么是换热器？根据工作原理不同，它可分为那三类？ 8、传热问题中常遇到哪三类边界条件？ 三、计算题 1、 某书房采用电加热取暖，如果房内空气质量为36kg ，现要把这些空气在10分钟内 从5℃定压加热到25℃，则电加热功率是多少？已知空气可视为理想气体，其摩尔质量为0.029kg/mol 。假设房间的热损失占加热量的25％。 2、 一个体积为3m 3 的贮气罐内装有温度为47℃的氮气（其摩尔质量为0.028k g/mol ）。 贮气罐上的压力表读数为Pa p e 5 106?=，大气压Pa p b 510=。求罐内氮气 的质量。 3、 蒸汽以216t/h 的流量流经汽轮机，且其在汽轮机进、出口处的焓值分别为3250kJ/kg 和2150kJ/kg 。若汽轮机与外界的换热量可忽略不计，求汽轮机的功率。 4、 一卡诺机工作在1200K 和300K 的两个恒温热源之间。试问热机每做出1kW ?h 的

热工基础(第二版)课后习题部分答案 (2) 王平阳等编

热工基础题目 1-11 在冬季，工厂某车间每一小时经过墙壁等处的损失热量3 000 000 KJ，车间各工作机器消耗的动力为400 KW，假定其最终全部变成热能散发在车间内，另外，室内经常点着50盏100W的电灯，为试车间内温度不变，每小时加入多少热量？ 1-12 水在101325 Pa，100 ℃下定压汽化，比体积由0.001 m3/Kg增加到1.76 m 3/Kg，若气化潜热为2250KJ/Kg,已知定压汽化过程汽化潜热为晗差，求1Kg水灾定压汽化过程中的热力学能变化量。 1-14质量为1275Kg的汽车在以60 000m/h 速度行驶时被刹车制动，速度降至20 000m/h ，假定刹车过程中0.5Kg的刹车带和4Kg的刚刹车鼓均匀加热，但与外界没有传热。刹车和刚刹车鼓的比热容分别是 1.1KJ/(Kg.K)和0.46 KJ/(Kg.K)，求刹车带和刚刹车鼓的升温。 1-17 空气在压气机中被压缩，压缩前的空气参数为：P1=0.1MPa,v1=0.845m3/Kg,压缩后的参数是P2=1MPa,v2=0.175m3/Kg,压缩过程中1Kg空气热力学能增加146.5KJ，同时向外放出50KJ，压气机每分钟压缩空气1Kg,带动此压气机要用多大功率的电动机？ 1-20 蒸汽动力厂中锅炉以流量40 000Kg/h向汽轮机提供蒸汽，汽轮机进口处的压力表的读书为8.9MPa,蒸汽的焓是3441KJ/Kg,汽轮机出口处的真空表的读数为730.6mmHg,出口处蒸汽的焓是2248KJ/Kg，汽轮机向环境散热为6.81×KJ/h,若当地大气压是760mmHg,求：（1）进、出口处的蒸汽的绝对压力；（2）不计进、出口处的位能差和动能差时汽轮机的功率；（3）若进、出口处的蒸汽的速度分别为70m/s和140m/s时对汽轮机的功率有多大影响？（4）若进、出口的高度差为1.6m时对汽轮机的功率有多大影响？ 1-21 500KPa饱和液氨进入锅炉加热成干饱和氨蒸汽，然后进入过热器等压加热到275K，若氨的质量流量为0.005Kg/s,离开过热器时的焓h=-25.1KJ/Kg.氨气进入和离开锅炉时焓分别为h1=h′=-396.2KJ/Kg,h2=h′′=-223.2KJ/Kg，求锅炉和过热器的换热率。 1-24 一种切割工具利用从喷嘴射出的高速水流切割材料，供水压力为100KPa,温度为20℃，喷嘴内径为0.002m，射出水流温度为20℃，压力为200KPa,流苏1000m/s,200KPa、20℃时，v=0.001002 m3/Kg,近似认可水的比体积不变，求水泵功率。 第二章 2-8 空气压缩机每分钟从大气中吸取温度Tb=17℃,压力Pb=750mmHg的空气0.2 m3，充入V=1 m3的储气罐中，储气罐中原有空气的温度为T1=17℃，表压力为0.05MPa,问经过几分钟使储气罐中的气体压力和温度提高到P2=0.7MPa,T2=50℃.