工程热力学课程习题
第一章
1- 1试将1物理大气压表示为下列液体的液柱高（mm）, （1）水，⑵ 酒精，（3）液态 钠。它们的密度分别为 1000kg/m3, 789kg/m3和860kg/m3。
1- 4人们假定大气环境的空气压力和密度之间的关系是 p=c p1.4, c为常数。在海平 面上空气的压力和密度分别为 1.013 X05Pa和1.177kg/m3，如果在某山顶上测得大气压 为5X104P&试求山的高度为多少。重力加速度为常量，即 g=9.81m/s2。
1- 7如图1-15所示的一圆筒容器，表 A的读数为360kPa,表B读数为170kPa,表 示室
I压力高于室U的压力。大气压力为760mmHg。试求（1）真空室以及I室和U室的 绝对压力；（2）表C的读数；（3）圆筒顶面所受的作用力。
图
14S
图 1-15
1- 8若某温标的冰点为20°,沸点为75°，试导出这种温标与摄氏度温标的关系（一 般为线性关系）。
1-
氏温度计测量同一个物体的温度。
10若用摄氏温度计和华有人认为这两种温度计
的读数不可能出现数值相同的情况，对吗？若可能，读数相同的温度应是多少？ 1-
随容积的变化关系为
14 一系统发生状态变化，压力pV1.3=常数。若系统初态压力
为600kPa,容积为0.3m3，试问系统容积膨胀至0.5m3时，对外作了多少膨胀功。
1- 15气球直径为0.3m，球内充满压力为150kPa的空气。由于加热，气球直径可逆 地增大到0.4m，并且空气压力正比于气球直径而变化。试求该过程空气对外作功量。
1-
量。如果循环为
16 1kg气体经历如图1-16所示A-C-B-A则净功量有何变化？
的循环，A到B为直线变化过程，B到C为定容过 程，C到A为定压过程。试求循环的净功
图1-1各
图 1-16
第二章
2- 2水在 760mmHg下定压汽化，温度为 100C,比容从 0.001m3/kg增加到 1.1763m3/kg,汽化潜热为2250kJ/kg。试求工质在汽化期间 ⑴ 内能的变化；⑵ 焓的 变化。
2-3定量工质，经历了一个由四个过程组成的循环，试填充下表中所缺的数据，并 写出根据。
过程 Q/ kJ 0 W/ kJ 0 395 0 △ U/ kJ 1390 —1000 12 23 34
41 0 2- 5 1kg 空气由 pi=1.0MPa,ti=500C膨胀到 pi=0.1MPa, ti=500C,得到的热量 506kJ, 作膨胀功506kJ。又在同一初态及终态间作第二次膨胀仅加入热量 39.1kJ。求：（1）第一 次膨胀中空气内能增加多少？ （2）第二次膨胀中空气作了多少功？ （3）第二次膨胀中空 气内能增加多少？
2-
6图2-10所示的气缸内充以空
气。气缸截面积为100cm2,活塞距底面高度为10cm, 活塞及其上负载的总质量为195kg,当地大气压为771mmHg，环境温度t°=27C，气缸 内气体恰与外界处于热力平衡。倘使把活塞上的负载取去
活塞上升的距离和气体的换热量。
100kg，活塞将突然上升，最
后重新达到热力平衡。设活塞与气缸壁之间无摩擦，气体可通过气缸壁充分和外界换热， 求
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困 2-10
图 2-10
2- 7上题中若气缸壁和活塞都是绝热的，但两者之间不存在摩擦，此时活塞上升距 离如何？气体的最终状态又如何？已知/
2-
u=cv/T,空气的Cv=0.71kJ/（kg K）?<
12 1m3容器内的空气，压力为po,温度为
To。高压管路（p, T ）与之相通，使容器 内压力达到p时关上阀门。设高压管路、阀门与容器均绝热，但有一冷却水管通过容器。 若欲在充气过程中始终维持容器中的空气保持 To,则需向冷却水放出的热量为 Q,求Q。 已知空气的R，Cp和Cv
0
2- 13 一台锅炉给水泵，将冷水压力由pi=6kPa升高至p2=2.0MPa,若冷凝水（水泵进
5
口）流量为2X10 kg/h，水密度 p2O=1000kg/m3。假定水泵效率为0.88,问带动此水泵至 少要多大功率的电机。
2- 分热量后，经
14 一燃气轮机装置如图2-11所3进入燃烧室。在燃烧室中与
示。空气由1进入压气机升压后至2,然后进入回 热器，吸收从燃气轮机排出的废气中的一部油泵送来的油混合并燃烧，产生的热量使燃气温度升高，经4进入燃气轮机（透平）作功。 排出的废气由5送入回热器，最后由6排至大气。其中压气机、油泵、发电机均由燃气 轮机带动。（1）试建立整个系统的能量平衡式； 出废气焓h6=418kJ/kg，求发电机发出的功率。
⑵若空气质量流量m1 =50t/h,进口焓
h1=12kJ/kg，燃油流量 m7 =700kg/h，燃油进口焓 h7=42kJ/kg,油发热量 q=41800kJ/kg, 排
清华大学工程热力学习题课
