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/kg
p1?pg1?b p2?pg2?b
（1） （2） （3） （4） ?? 1v
＝1.25kg/m3
（3）p?0.1mpa，t?500℃时的摩尔容积mv mv ＝ r0tp
t1?t1?273 t2?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3m 3
将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=12.02kg
2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m3的 1
的储气罐里，起始表压力 pg1?30
kpa，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300 m，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?288 kg
压缩机每分钟充入空气量 m? pvrt ?
1?105?3287?288 kg
所需时间
vp2p130099.3101.325m2 19.83min ?1000(?)?(?? rt2t1287300273m ＝41.97kg
2-6 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3 m3，充入容积8.5 m3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、8.5 m3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?const
0.7mpa、8.5 m3的空气在0.1mpa下占体积为 v1?
p2v2p1
?0.7?8.50.1 ?59.5 m3
压缩机每分钟可以压缩0.1mpa的空气3 m3，压缩59.5 m3的空气需要的 时间 ?? 59.53
?19.83min
空气的终态比容 v2?
v2m?2v1m ＝0.5 m3/kg
2－8 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? v2v1
t1?582k 或者 v2? rt2p ?0.5 m 3 /kg
（3）初态密度 ?1??2? mv1
1v2?2.120.527 ＝4 kg /m3 3
?2 kg /m 2-9
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 ＝361k
go2?23.2%
（2）空气的初容积 p=3000 2 ，
gn2?76.8%。试求空气的折合 r)+101000=335.7kpa v1?
分子量、气体常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度。 3
mrt1p
?0.527 m 3
解：折合分子量 m? 11
?gi0.2320.768 ??m 3228i
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/m3 28.86 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 4
m22.41 ?
28.8622.4
＝1.288 kg /m 3 ?
工程热力学第五版思考题答案
