汽轮机出口比焓为
2240kj/kg，真空表读数为95.06kPa，当时当地大气压力为98.66kPa，汽轮机
对环境放热为。试求：
（1）.汽轮机进出口蒸汽的绝压各为多少？ （2）.单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少？ （3）.汽轮机的功率为多少？ 答案 （1）.
p1?9.099MPap2?3.6MPa（2）.?sh（3）.P
?1200kj/kg
?1.332?104kW
（4）.考虑进出口动能差后?sh的相对偏差
?sh?0.67%
p?0.005MPa，比焓h1?2500kj/kg，出口为同压下的水，比焓为
10.进入冷凝器的泛汽的蒸汽为
??17℃，冷却水出口温度为h2?137.77kj/kg,若蒸汽流量为22t/h，进入冷凝器的冷却水温为t1??30℃，试求冷却水流量为多少？水的比热容为4.18kj/(kg.K)。 t2 答案
qm,w?956.4?103(kg/h)
p1?0.1MPa，v1?0.88m3/kg；
11.某活塞式氮气压气机，压缩的氮气的参数分别为：
p2?1.0MPa，v?0.16m3/kg。设在压缩过程中每kg氮气热力学能增加180kj，同时向外放出
热量
60kj。压气机每min生产压缩氮气18kg，试求：
（1）.压缩过程对每kg氮气所做的功； （2）.生产每kg压缩氮气所需的功； （3）.带动比压气机至少要多大的电动机。 答案 （1）.? （2）.?sh??240kj/kg；
??312kj/kg；
（3）.P?93.6kW。
12.流速为600m/s的高速空气突然受阻停止流动，即
c2?0，称为滞止。如滞止过程进行迅速，以致气
流受阻过程中与外界的热交换可以忽略，问滞止过程空气的焓变化了多少？
答案
?h?180kj/kg
第三章 理想气体及其混合物
1.把
CO2 压送到体积为0.5m3的贮气罐内。压送前贮气罐上的压力表读数为3kPa，温度为20?C，
?压送终了时压力表读数为30kPa，温度为50C。试求压送到罐内的CO2的质量。大气压力为
pb?0.1MPa。
解
p1?pb?pg1?0.1?103?3?103?kPa?p2?pb?pg2?0.1?103?30?130?kPa?Rg? 由
R8.314??0.189?kJ?kg.K??M44pV?mRgTp2VpVV?p2p1???1????RgT2RgT1Rg?T2T1??
?m??130?103103?103?0.5??????0.143?kg?3??0.189?10?50?27320?273?3700kPa,20C的氮气。瓶上装有一排气阀，压力达到
2. 体积为0.03m的某钢性容器内盛有了
?875kPa时发门开启，压力降到840kPa时关闭。若由于外界加热的原因造成阀门开启，问：
(1)阀门开启时瓶内气体温度为多少？
(2)因加热造成阀门开闭一次期间瓶内氮气失去多少？设瓶内空气温度在排气过程中保持不变。 答案 （1）t2kg ?93.3℃；（2）?m?0.0097?0.30m33.氧气瓶的容积V瓶中氧气的表压力为
pg1?1.4MPa,t1?30?C。问瓶中盛有多少氧气？
?t?20C，试问此时氧气的表压力为多少（当地大气压力
若气焊时用去一半氧气，温度降为2pb?0.1MPa）
答案
m?7.86kg;pg2?0.625MPa34.某锅炉每小时燃煤需要的空气量折合表准状况时为66000mh。鼓风机实际送入的热空气温度为
250?C，表压力为20.0kPa解 由
，当地大气压为
pb?0.1MPa，求实际送风量m3h??。
p?pb?pg?0.1?20?10?3?0.12?MPa? pqV?qmRgT pqV0p0qV0?TT0得
pqT0.101325?66000?250?273?qV?0V0.1???1.068?105m3hT0P12730.12??
5.某理想气体比热比k?cpcV?1.4，定压比热容cp?1.042kJ?kg.K?，求该气体的摩尔质量。
RM
解 由
cpcV?k及cp?cV?Rg?得
M?R8.314??27.93?gmo?l
cp?1?1k?1.042??1?11.4?3?6.在容积为0.1m的封闭容器内装有氧气，其压力为300kPa，温度为15气温度上升到800C？ (1)按定值比热容计算； (2)按平均比热容计算。 解
?C，问应加入多少热量可使氧
Rg?R8.314??0.26?kJ?kg.k?? M32
pV300?103?0.3m???1.2?kg?
RgT0.26?103??15?273?55?mcV?t?mRg?t2?t1??1.2??0.26??800?15??612.3?kJ?
22150（1）Q（2）查得cV
?0.656kJ?kg.K? ?0.756kJ?kg.K?
cV8000
Q?mcV30kg?t20.t2?cVt01.t1?1.2??0.756?800?0.656?15??714.0?kJ?
275?C，加热到845C，若热力学能变化为
??7.摩尔质量为的某理想气体，在定容下由
400kJkg，问焓变化了多少？
答案?h?557.9kJkg
??1kgt?30C400C，分别用定值比热容，平均比热容（表）计算其热力学能18.将氮气由定压加热到
和焓的变化。 用定值比热容计算
?U?274.7kJ,???384.6?kJ?
用平均比热容计算
?U?281.7kJ,???391.6kJ
9.
2kg的CO2，由p1?800kPa,t1?900?C膨胀到p2?120kPa,t2?600?C，试利用定值
比热容求其热力学能、焓和熵的变化。 解
R8.314??0.189?kJ?kg.K??M4499cp?Rg??0.189?0.850?kJ?kg.K??2277?kJ?kg.K??cV?Rg??0.189?0.66122?U?mcV?t?2?0.661??600?900???396.6?kJ?Rg????mcp?t?2?0.850??600?900???510?kJ??T2p2?873120????S?m?cln?Rln?2?0.85ln?0.189ln???0.215?kJK?g?pT?p1?1173800??1?
10. 在体积为V?1.5m3的钢性容器内装有氮气。初态表压力为
?pg1?2.0MPa，温度为230C，问
?应加入多少热量才可使氮气的温度上升到750C？其焓值变化是多少？大气压力为0.1MPa。 (1)按定值比热容计算；
(2)按真实比热容的多项式计算； (3)按平均比热容表计算；
(4)按平均比热容的直线关系式计算。 解
R8.314??0.297?kJ?kg.K??M28
p1V?2.0?0.1??106?1.5m???21.09?kg?3RgT10.29?10??230?273?Rg?（1）
77Rg??0.297?1.04?kJ?kg.K??2255cV?Rg??0.297?0.742?kJ?kg.K??
22Q?mcV?t?21.09?0.742??750?230??8.137?103?kJ?cp????mcp?t?21.09?1.04?750?230??1.141?104?kJ?（2）查得
Cp,m?a0?a1T?a2T2a0?27.3146,a1?5.2335?10?3,a2??0.42?10?8n?M21.09??0.7532?kmol?m282222211111Q??nCV,mdT?n??Cp,m?R?dT?n?nCp,mdT?nR?dT?n?a0?a1T?aT2dT?nR?Taa??2?n?a0T?1T2?2T3?TT1?nR?T2?T1?23??1?0.7532?[27.3146??1023?503???5.2335?10?3?2110232?5032????0.42??10?8?10232?5032?0.7532?8.314??1023?503?]?9.005?103?kJ?3??????????nCp,mdT?Q?nR?T12?9.005?103?0.7532?8.314??1023?503??1.226?104?kJ?（3）查得
cpcV23002300?1.045kJ?kg.K?,cp?0.748kJ?kg.K?,cV75007500?1.092kJ?kg.K??0.796kJ?kg.K?3Q?mc?t2p0.t2?ct1p0.t1?21.09??0.796?750?0.748?230??8.962?10?kJ??
???mcpt02.t2?cpt01.t1?21.09??1.092?750?1.045?230??1.22?104?kJ?（4）查得
??cpcVt2t1t2t1?1.032?0.00008955t?1.032?0.00008955??230?750??1.120?kJ?kg.K???cpt2t1t2t1?Rg?1.12?0.297?0.823?kJ?kg.K??Q?mcV???mcp.?t?21.09?0.823??750?230??9.026.?t?21.09?1.12??750?230??1.228?104?kJ?
t2t1
工程热力学课后题答案
