工程热力学与传热学第三版课后答案

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第一篇

一．基本概念

工程热力学

第一章 基本概念

系统： 状态参数： 热力学平衡态： 温度： 热平衡定律： 温标： 准平衡过程： 可逆过程： 循环： 可逆循环 ： 不可逆循环：

二、习题

1．有人说，不可逆过程是无法恢复到起始状态的过程，这种说法对吗？ 错 2．牛顿温标,用符号°Ｎ表示其温度单位,并规定水的冰点和沸点分别为100°Ｎ和200°Ｎ，且线性分布。（1）试求牛顿温标与国际单位制中的热力学绝对温标(开尔文温标)的换算关系式；（2）绝对零度为牛顿温标上的多少度

3．某远洋货轮的真空造水设备的真空度为0.0917ＭＰａ，而当地大气压力为0.1013MPa，当航行至另一海域，其真空度变化为0.0874MPa，而当地大气压力变化为0.097MPa。试问该真空造水设备的绝对压力有无变化?

4．如图1-1所示，一刚性绝热容器内盛有水，电流通过容器底部的电阻丝加热水。试述按下列三种方式取系统时，系统与外界交换的能量形式是什么。 （1）取水为系统；（2）取电阻丝、容器和水为系统；（3）取虚线内空间为系统。 （1）不考虑水的蒸发，闭口系统。

（2）绝热系统。注：不是封闭系统，有电荷的交换 （3）绝热系统。

图

第一篇

一．基本概念

工程热力学

第一章 基本概念

系统： 状态参数： 热力学平衡态： 温度： 热平衡定律： 温标： 准平衡过程： 可逆过程： 循环： 可逆循环 ： 不可逆循环：

二、习题

1．有人说，不可逆过程是无法恢复到起始状态的过程，这种说法对吗？ 错 2．牛顿温标,用符号°Ｎ表示其温度单位,并规定水的冰点和沸点分别为100°Ｎ和200°Ｎ，且线性分布。（1）试求牛顿温标与国际单位制中的热力学绝对温标(开尔文温标)的换算关系式；（2）绝对零度为牛顿温标上的多少度?

3．某远洋货轮的真空造水设备的真空度为0.0917ＭＰａ，而当地大气压力为0.1013MPa，当航行至另一海域，其真空度变化为0.0874MPa，而当地大气压力变化为0.097MPa。试问该真空造水设备的绝对压力有无变化?

4．如图1-1所示，一刚性绝热容器内盛有水，电流通过容器底部的电阻丝加热水。试述按下列三种方式取系统时，系统与外界交换的能量形式是什么。 （1）取水为系统；（2）取电阻丝、容器和水为系统；（3）取虚线内空间为系统。 （1）不考虑水的蒸发，闭口系统。

（2）绝热系统。注：不是封闭系统，有电荷的交换 （3）绝热系统。

图

热力学

1. 工程热力学：是一门研究热能有效利用及热能和机械能转换规律的科学。 2. 热力系：热力设备中需要研究的部分工作物质 3. 环境：热力系以外的物质世界

4. 热机：将燃料的化学能转化成内能再转化为机械能，或者将具有较低温度的被冷却物体

的热量转移给其他介质的机械 5. 热源：具有无限大的热容量，吸入或放出热量是自身温度不变

6. 平衡状态：在没有外界影响的条件下系统的各部分在长时间内不发生任何变化的状态，

各处的温度、压力等参数是均匀一致的

7. 三种温标：摄氏温标、华氏温标、理想气体温标 8. 准平衡过程能用状态参数描述，不平衡过程不能

9. 热力学第一定律：在任何发生热量传递和转换的热力过程中，传递和转换前后的总量维

持恒定 10. 可逆过程：如果一个热过程不具有方向性，即当系统完成某一过程后，如果能使过程逆

行而使系统及外界回复到初始状态，不遗留任何变化 11. 判据：准平衡态过程、不存在耗散效应

12. 克劳修斯：不可能把热从低温物体转至高温物体而不引起其他变化

13. 开尔文：不可能从单一热源取热，并使之完全转变成有用功而不产生其他影响

14. 卡诺定理含义：可实现热功转换极限的热机是可逆热机、可逆热机的效率只与温度有关，

与工质无

……………… …… …… …… …… …… …… …… ：线线：号……号学学…… …… …… …… …… …… …… …… …… …… ：……：名封封名姓姓…… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… 密密 …… ：：……级级……班班……业业……专专…………………………河南理工大学 2007-2008 学年第 2 学期

当此两个热机的热效率相等时，T热源的温度为 K。

《工程热力学与传热学》试卷2．热力学第二定律开尔文说法： 。 克劳修斯（B卷）

法： 。

总得分 阅卷人 复查人 考试方式 本试卷考试分数占3．物体能全部吸收外来射线，这种物体称为 ，物体的单色黑度不随波长而变化的学生总评成绩比例 物体称为 。

闭卷 70 % 4．

化工热力学（第三版）

习题解答集

朱自强、吴有庭编著

1

第二章 流体的压力、体积、浓度关系：状态方程式

2-1 试分别用下述方法求出400℃、4.053MPa下甲烷气体的摩尔体积。（1） 理想气体方程；（2） RK方程；（3）PR方程；（4） 维里截断式（2-7）。其中B用Pitzer的普遍化关联法计算。

[解] （1） 根据理想气体状态方程，可求出甲烷气体在理想情况下的摩尔体积V为

idVid?RT8.314?(400?273.15)??1.381?10?3m3?mol?1 6p4.053?10（2） 用RK方程求摩尔体积

将RK方程稍加变形，可写为

V?其中

RTa(V?b)?b?0.5 pTpV(V?b) （E1）

0.42748R2Tc2.5a?pc0.08664RTcb?pc

从附表1查得甲烷的临界温度和压力分别为Tc=190.6K, pc =4.60MPa，将它们代入a, b表达式得

0.42748?8.3142?190.62.56-20.5a??3.2217m?Pa?mol?K 64.60?10b?0.08664?8.314?190.6?53?1?2.9846?10m?mol 64.60?10id以理想

朱自强

第二章 流体的压力、体积、浓度关系：状态方程式

2-1 试分别用下述方法求出400℃、4.053MPa下甲烷气体的摩尔体积。（1） 理想气体方程；（2） RK方程；（3）PR方程；（4） 维里截断式（2-7）。其中B用Pitzer的普遍化关联法计算。

[解] （1） 根据理想气体状态方程，可求出甲烷气体在理想情况下的摩尔体积V

V

id

id

为

RTp

8.314 (400 273.15)

4.053 10

6

1.381 10

3

m mol

3 1

（2） 用RK方程求摩尔体积

将RK方程稍加变形，可写为

V

RTp b

a(V b)T

0.5

pV(V b)

（E1）

其中

a

0.42748RTc

pc

0.08664RTc

pc

2

2.5

b

从附表1查得甲烷的临界温度和压力分别为Tc=190.6K, pc =4.60MPa，将它们代入a, b表达式得

a

0.42748 8.314 190.6

4.60 10

62

2.5

3.2217m Pa mol K

6-20.5

b

0.08664 8.314 190.6

4.60 10

6

2.9846 10

5

m mol

3 1

以理想气体状态方程求得的V

V1

8.314 673.154.053 10

6

id

为初值，代入式（E1）中迭代求解，第一次

工程热力学和传热学

第二章 基本概念

一．基本概念

系统：

状态参数：

热力学平衡态：

温度：

热平衡定律：

温标：

准平衡过程：

可逆过程：

循环：

可逆循环：

不可逆循环：

二、习题

1．有人说，不可逆过程是无法恢复到起始状态的过程，这种说法对吗？

2．牛顿温标,用符号°Ｎ表示其温度单位,并规定水的冰点和沸点分别为100°Ｎ和200°Ｎ，且线性分布。（1）试求牛顿温标与国际单位制中的热力学绝对温标(开尔文温标)的换算关系式；（2）绝对零度为牛顿温标上的多少度?

3．某远洋货轮的真空造水设备的真空度为0.0917ＭＰａ，而当地大气压力为0.1013MPa，

当航行至另一海域，其真空度变化为0.0874MPa，而当地大气压力变化为0.097MPa。试问该真空造水设备的绝对压力有无变化?

4．如图1-1所示，一刚性绝热容器内盛有水，电流通过容器底部的电阻丝加热水。试述按下列三种方式取系统时，系统与外界交换的能量形式是什么。 （1）取水为系统；（2）取电阻丝、容器和水为系统；（3）取虚线内空间为系统。

图

1-1

5．判断下列过程中那些是不可逆的，并扼要说明不可逆原因。

（1）在大气压力为0.1013MP

工程热力学与传热学第三阶段在线作业

精品资料

仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢2 第三阶段在线作业

判断题 (共40道题)

收起

1.（

2.5分） 孤立系统的热力学状态不能发生变化。

?

正确 ?

错误

我的答案：错误 此题得分：2.5分

2.（2.5分） 系统中工质经历一个可逆定温过程，由于没有温度变化，故该系统中工质不能与外界交换热量

?

正确 ?

错误

我的答案：错误 此题得分：2.5分

3.（2.5分） 封闭热力系内发生可逆定容过程时，系统一定不对外作容积变化功。

?

正确 ?

错误

我的答案：正确 此题得分：2.5分

4.（2.5分） 封闭热力系中，不作膨胀功的过程一定是定容过程。

?

正确

精品资料

仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢3 ?

错误

我的答案：错误 此题得分：2.5分

5.（2.5分） 气体膨胀时一定对外作功。

?

正确 ?

错误

我的答案：错误 此题得分：2.5分

6.（2.5分） 工质吸热后一定会膨胀。

?

正确 ?

错误

我的答案：错误 此题得分：2.5分

7.（2.5分） 根据热力学第一定律，任何循环的净热量等于该循环的净功量。

?

正确 ?

错误

我的答案：正确 此题得分：2.5分

8.（2.5分） 热力过程中，工质向外界放热，其温度必然降低。

?

正确 ?

错误

我的答案：

化工热力学课后答案

第1章 绪言

一、是否题

1. 封闭体系的体积为一常数。（错）

2. 封闭体系中有两个相?,?。在尚未达到平衡时，?,?两个相都是均相敞开体系；

达到平衡时，则?,?两个相都等价于均相封闭体系。（对）

3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 5. 封闭体系的1mol气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相

T2等，初态和终态的温度分别为T1和T2，则该过程的?U?CVdT；同样，对于初、终态

T1T2?压力相等的过程有?H?CPdT。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。）

T1?二、填空题

1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。

2. 封闭体系中，温度是T的1mol理想气体从(Pi，Vi)等温可逆地膨胀到(Pf，Vf)，则所做的

功为Wrev?RTlnViVf(以V表示)或Wrev?RTlnPfPi (以P表示)。

ig3. 封闭体系中的1mol理想气体(已知CP)，按下列途径由T1、P1和V1可逆地变化至P2，则

?????P2?ig?A 等容过程的 W= 0 ，Q=CP?

第一章 基本概念

五、简述题

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。

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：答：表压力和真空度不能作为状态参数进行热力计算，因为这两者都是相对压力，不是绝对压力，只有绝对压力才是任何时候都不会变化的，压力表和真空计的读数当测量的环境不同时，会发生变化。因为压力表和真空计的读数取决于容器中的气体压力和压力表真空计所处的环境的压力两个因素，当工质压力不变，但环境的压力发生变化的时候，表压力和真空度的读数也会发生变化。

3、真空表指示数值愈大，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，被测对象的实际压力愈小，因为，真空表的数值是环境压力和绝对压力之差，环境压力不变，绝对压力愈小，真空表数值愈大。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？

答：无耗散的