热工基础12章课后题

整套热工基础课后题答案

1-1 解：

pb 755 133.3 10

5

1.006bar 100.6kPa

1. 2. 3. 4. 2-1

1370.06kPa p pb pg 100.6 13600

pg p pb 2.5 1.006 1.494bar 149.4kPa p pb pv 755 700 55mmHg 7.3315kPa pv pb p 1.006 0.5 0.506bar 50.6kPa

解：W Q ΔU 50 80 30kJ ，所以是压缩过程

3-2解：设气体的初态参数为p1、V1、T1和m1，阀门开启时气体的参数为p2、V2、T2和m2，阀门重新关闭时气体的参数为p3、V3、T3和m3，考虑到刚性容器有：V1 V2 V3，且

m1 m2。

⑴当阀门开启时，贮气筒内压力达到8.75 105Pa，所以此时筒内温度和气体质量分别为：

T2 T1

p2p1

293

8.757

366.25K

5

m1 m2

p1V1RgT1

7 10 0.027287 293

0.225kg

⑵阀门重新关闭时，筒内气体压力降为 8.4 105Pa，且筒内空气温度在排气过程中保持不

变，

习题及部分解答

第一篇 工程热力学 第一章 基本概念

1. 指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量：

答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。

2. 指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，

密度。

3. 用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段

水。若水柱高200mm，水银柱高800mm，如图2-26所示。已知大气压力为735mmHg，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa？解：根据压力单位换算

pH2O?200?9.80665?1.961?103?1.96.kPapHg?800?133.32?1.006?105Pa?106.6kPap?pb?(pH2O?pHg)?98.0?(1.961?106.6)?206.6kPa4. 锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角??30，

压力计中使用??0.8g/cm的煤油，斜管液体长度L?200mm，当地大气压力

3

?pb?0.1MPa，求烟气的绝对压力（用MPa表示）解：

p?L?gsin??200?0.8?9.81?0.5?784.8Pa?784.8?10?6MPa

?6 p

习题及部分解答

第一篇 工程热力学 第一章 基本概念

1. 指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量：

答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。

2. 指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，

密度。

3. 用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段

水。若水柱高200mm，水银柱高800mm，如图2-26所示。已知大气压力为735mmHg，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa？解：根据压力单位换算

pH2O?200?9.80665?1.961?103?1.96.kPapHg?800?133.32?1.006?105Pa?106.6kPap?pb?(pH2O?pHg)?98.0?(1.961?106.6)?206.6kPa4. 锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角??30，

压力计中使用

?

??0.8g/cm3的煤油，斜管液体长度L?200mm，当地大气压力

pb?0.1MPa，求烟气的绝对压力（用MPa表示）解：

p?L?gsin??200?0.8?9.81?0.5?784.8Pa?784.8?10?6MPa p?pb

习题及部分解答

第一篇 工程热力学 第一章 基本概念

1. 指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量：

答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。

2. 指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，

密度。

3. 用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段

水。若水柱高200mm，水银柱高800mm，如图2-26所示。已知大气压力为735mmHg，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa？解：根据压力单位换算

pH2O?200?9.80665?1.961?103?1.96.kPapHg?800?133.32?1.006?105Pa?106.6kPap?pb?(pH2O?pHg)?98.0?(1.961?106.6)?206.6kPa4. 锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角??30，

压力计中使用

?

??0.8g/cm3的煤油，斜管液体长度L?200mm，当地大气压力

pb?0.1MPa，求烟气的绝对压力（用MPa表示）解：

p?L?gsin??200?0.8?9.81?0.5?784.8Pa?784.8?10?6MPa p?pb

习题及部分解答

第一篇 工程热力学 第一章 基本概念

1. 指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量：

答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。

2. 指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，

密度。

3. 用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段

水。若水柱高200mm，水银柱高800mm，如图2-26所示。已知大气压力为735mmHg，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa？解：根据压力单位换算

pH2O?200?9.80665?1.961?103?1.96.kPapHg?800?133.32?1.006?105Pa?106.6kPap?pb?(pH2O?pHg)?98.0?(1.961?106.6)?206.6kPa4. 锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角??30，

压力计中使用??0.8g/cm的煤油，斜管液体长度L?200mm，当地大气压力

3

?pb?0.1MPa，求烟气的绝对压力（用MPa表示）解：

p?L?gsin??200?0.8?9.81?0.5?784.8Pa?784.8?10?6MPa

?6 p

习题及部分解答

第一篇 工程热力学

第一章 基本概念

1. 指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量：

答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。 2. 指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，密度。

3. 用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段水。若水柱高200mm，水银柱高800mm，如图2-26所示。已知大气压力为735mmHg，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa？解：根据压力单位换算

pH2O?200?9.80665?1.961?103?1.96.kPapHg?800?133.32?1.006?105Pa?106.6kPap?pb?(pH2O?pHg)?98.0?(1.961?106.6)?206.6kPa

4. 锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角??30?，压力计中使用??0.8g/cm3的煤油，斜管液体长度L?200mm，当地大气压力pb?0.1MPa，求烟气的绝对压力（用MPa表示）解：

p?L?gsin??200?0.8?9.81?0.5?784.8Pa?784.8?10?6MPa

p?p

热工基础课后习题答案

热工基础答案

第一章

1-1 解：

pb 755 133.3 10 5 1.006bar 100.6kPa

1. 2. 3. 4. 1-2

p pb pg 100.6 13600 13700.6kPa pg p pb 2.5 1.006 1.494bar 149.4kPa p pb pv 755 700 55mmHg 7.3315kPa pv pb p 1.006 0.5 0.506bar 50.6kPa 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

p水柱＝ ghsin 1000 9.8 200 10 3 0.5 980Pa 7.35mmHg p pb p水柱 756 7.35 748.65mmHg

1-3

解：

p1 p pa 0.97 1.10 2.07bar

p2 p1 pb 2.07 1.75 0.32bar

pC p p2 0.97 0.32 0.65bar

1－4 解：

p真空室＝pb p汞柱＝760－745＝15mmHg＝2kPa p1 p真空室 pa 2 360 362kPa p2 p1 pb 362 170 192kPa

pc p

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t1?100℃、t2?50℃，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 R???A＝0.023?2?45?7.407K/Wm

热流量 Q?A?QStw1?tw2??＝3?2?45?100－500.022?675000W

热流密度 q?

6750003?2＝112500W/m

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℃，

2

管内对流换热的表面传热系数为h?70 W/(m ·K)

，热q?5000W/m，试求

2

管壁温度及热流量。

解：由牛顿冷却公式：q?h?tw?tf?得到 tw?qh?tf?500070?80?151.42C

0 Q?q?s＝5000?2.5??4?0.052?24.53W

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??1.05 W/(m·K)，室内外的空

第一章 热力学基础知识 一、填空题

1．实现 能和 能相互转化的工作物质就叫做 。

2．热能动力装置的工作过程，概括起来就是工质从 吸取热能，将其中一部分转化为 ，并把余下的一部分传给 的过程。

3．热力系统与外界间的相互作用一般说有三种，即系统与外界间的 交换、 交换和 交换。 4．按系统与外界进行物质交换的情况，热力系统可分为 和 两类。

5．状态参数的变化量等于 两状态下，该物理量的差值，而与 无关。 6．决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需 个。 7．1mmHg= Pa；1mmH2O= Pa。

8．气压计读数为750mmHg，绝对压力为2.5×105Pa的表压力为 MPa。

9．用U形管差压计测量凝汽器的压力，采用水银作测量液体，测得水银柱高为720.6mm。已知当时当地大气压力Pb=750mmHg，则凝汽器内蒸汽的绝对压力为 MPa。

10．一个可逆过程必须是 过程，而且在过程中没有 。

11．只有 状态才能用参数坐标图上的点表示，只有

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。

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.