工程熱力學習題3

1、1 由氧氣 02與氮氣N2組成的空氣：。2 =21%N2 =79%,其中氧氣的質(zhì)量分數(shù)。A 02 二 0228:O2 =0.2132BC0o20.21 匯 320.21 320.79 280.21 匯 2870.212870.79 288題解：混合氣體質(zhì)量分數(shù)與容積分數(shù)間iMix iMii 42由某種x氣體與某種厶氣體組成的混合氣體，參數(shù)為 p、V、T,已知其中x 氣體的分壓力px，分體積Vx,混合氣體中x氣體的狀態(tài)方程。A PxVmxRgXT B pxV -mRgT C pVmxRgxT D pmxR9xT題解：混合氣體中某一種氣體狀態(tài)的描述，若采用p時，對應的是V,T狀態(tài)；若采用Vi時，對

2、應的是p,T，因此，混合氣體中某一種氣體狀態(tài)方程可以有兩種方式表示：PxV 二 mxRgxT, pVx 二 mxRgxT 03剛性容器中有某種理想氣體，參數(shù) p1、V1、T1，現(xiàn)定溫充入另一種x氣 體，使容器中的壓力升到P2,充入的氣體質(zhì)量。AmxP2VRgxT1B mx(P2 - PJVRgxT1C mx(P2 - PJVRgTP2VP1V&xTRg1T題解：充入x氣體后，容器中為混合氣體，總壓力為p P1Px，x氣體的分壓力Px = P2 - P1，混合氣體中x氣體的狀態(tài)方程PxV = mxRgxT，一(P2 P1)Vm*RgxT4剛性容器中原有某種理想氣體，參數(shù)p1、V1、T1，現(xiàn)定溫充

3、入第二種氣體，使容器中的壓力升到P2，容器中現(xiàn)貯氣體。-P2V( Pl + P2)VP2VA mB mC mRg2TRg2TRgeqTD m = m1m2P1V P2VRg1TRg2T題解：混合氣體狀態(tài)方程可以由三種表達：針對混合氣體PeqVeq二mqRgeqT ；針對混合氣體中某種氣體，采用分壓力概念時PiVeq二mjRgjT ；同樣針對混合氣體中的某種氣體，采用分容積概念時PeqVi =miRgiT，此題采用了的表達式5. 由體積分數(shù)為20%氧氣，30%氮氣，50%二氧化碳組成的混合氣體，其定 值定壓體積熱容。A cp7 4.15722.4B cp =0.55 4.15722.4(0.20

4、.3)7 4.15722.4Cp= (0.20.3)7 4.15722.40.59 4.15722.47 汽 4157D cp =(0.2 0.3 0.5) -p22.4題解：二氧化碳是多原子氣體，其定壓定值摩爾熱容為9X 4.157，而氧氣、氮氣是雙原子氣體 cmp =7X 4.157。6由。2 =0.3,，N2 =0.6，;：H2 =0.1組成的混合氣體，其定容體積定值熱A Cv5 4.15722.4B cv5X4.1570.3 32 0.6 280.1 27 4.157CCv7X4.1570.3 32 0.6 280.1 2題解：。2小2屮2均為雙原子氣體，定容定值摩爾熱容均為5 4.1

5、57，當采用體積計量單位時，體積熱容c =益，故正確答案為cv5 4.15722.47 .由O2 =0.20, N2 =0.80組成的混合氣體，其定壓定值質(zhì)量熱容ACp7 4.157eq7 4.1578314B Cp0.2 259.80.8 296.95X4.15783140.2 259.8 0.8 296.95 4.1578314D Cp5 4.1570.2 320.8 280.2 259.8 0.8 296.9n題解：混合氣體的折合氣體常數(shù)Rgeq =i Rgi，則折合摩爾質(zhì)量i=1Meq8314Rgeq雙原子氣體定值定壓摩爾熱容應選擇Cm = 7 4.157kJ/(kmol.K)為pi、

6、A p 二 Pi P2r(mi+m2)RgeqTP =ViV2miRgiTVimfeRgzTV2TV28兩種不同性質(zhì)的氣體由隔板隔開，隔板兩側(cè)體積相等，壓力分別 P2,溫度相等Tl=T2，抽去隔板混合氣體的壓力。題解：此條件下的 Pi，P2不是分壓力，故 p = 5 p2，分壓力的概念是Veq , Teq狀態(tài)下的某種氣體的壓力。本題是由混合氣體狀態(tài)方程PeqVeq二mqRgeqT得到的結(jié)果。9 濕空氣相對濕度愈高，其含濕量doA 也愈高E將愈低 C當濕空氣溫度t一定時，d也愈高D不受影響題解：濕空氣相對濕度=-Pv，其中pv反映濕空氣中水蒸氣份額，而 PsPs則與濕空氣溫度有關(guān)，由t確定ps，

7、故只有當t 一定時才有，d oiO.濕空氣相對濕度保持定值，濕空氣溫度t愈高，含濕量doA也愈高B將愈低 C不受影響 D不同的概念，無法比較題解：二-Pv維持不變，當t Ps則Pv 7 ,故反映濕空氣含量的含濕量Ps也增大。ii .當濕空氣相對濕度 丄0時，全為干空氣，那么，:=iOO%時濕空氣。A不含干空氣B水蒸汽Pv= PsC水蒸汽PvPbD干空氣Pa=Ps題解：濕空氣溫度對應下飽和壓力 Ps的狀態(tài)，是濕空氣中水蒸氣含量能達到的最大狀態(tài)，即Pvmax = Ps，即=i0 %oi2.若已知濕空氣中水蒸汽分壓 pv低于水蒸汽飽和壓力ps，則濕空氣的狀 態(tài)為。A飽和濕空氣 B未飽和濕空氣 C無法

8、確定 D理想氣體水蒸氣為過熱蒸汽狀態(tài)，當Pv二Ps時為飽和蒸汽狀態(tài)。13. 若已知濕空氣中相對濕度 ps題解：二匕100%時，則pv : ps ,故水蒸氣為過熱蒸汽，濕空氣為未飽 Ps和狀態(tài)。14. 若測得濕空氣濕球濕度低于干球濕度，則濕空氣。A是飽和濕空氣B是未飽和濕空氣C相對濕度達到最大值 D含濕量達最大值題解：當濕空氣為飽和狀態(tài)時，濕球溫度、干球溫度之間t干二t濕，濕空氣為未飽和狀態(tài)時t干t濕。15. 梅雨季節(jié)墻面“出汗”是由于。A墻面溫度低于大氣的露點溫度B墻面受潮C墻面溫度達到飽和狀態(tài) D墻面溫度高于大氣的露點溫度16. 氣體在管道中可逆流動時，任何截面上的滯止焓。A2cf12cf2

9、2cf f2 2cf1cfh1+-h2+-h - Bhih22222 222Ch1Cf1 +:h2Cf 2 +D均相等22題解：由穩(wěn)定流動能量方程可知，任何斷面上工質(zhì)的能量均守恒，當hj則cfT ,故任何斷面上滯止焓均相等。17. 氣體在管道中可逆流動時，任何截面上的滯止狀態(tài)。c：、A均相同B不相同 C由各斷面的h,一確定，不一定相同。D無法比較2c2題解：絕熱可逆流動時，滯止焓 h*f在各斷面上均相等，能量守恒，滯2止狀態(tài)均相等。18. 氣體經(jīng)不可逆流動后，滯止焓相等，滯止狀態(tài)。A也相同B不相同C無法確定 D滯止壓力相等，滯止溫度不等。I*, c題解：經(jīng)不可逆流動后 h*二h；：與可逆流動時

10、的滯止焓相等，但因不 可逆流動有厶Sg，故滯止狀態(tài)點與可逆時不一致19. 溫度相同的空氣、氧氣，它們的聲速。題解：c 二.RgT，當 RgA =287, Rgo2 = 259.8 時，Ca Co2。20. 當氣體性質(zhì)一定時，什么時候達到噴管臨界狀態(tài)。A取決于噴管的進口狀態(tài)B取決于什么類型的噴管 C取決于氣體常數(shù)D取決于噴管出口狀態(tài)題解：氣體達到臨界狀態(tài)，壓力一定為pcr，而pcr = ”.cr，故噴管的臨界狀態(tài)取決于氣體進口狀態(tài)。21 .噴管臨界壓力比。A取決于氣體進、出口壓力B取決于氣體的定熵指數(shù) C取決于氣體常數(shù)D取決于噴管的類型2 衛(wèi)題解：cr =( - Y A，當氣體的一定時，cr即為

11、確定的常數(shù)。瓷+122 .當噴管內(nèi)氣流達到臨界狀態(tài)時，氣流速度。A不一定達到聲速B一定達到聲速 C一定達到臨界速度但不一定是聲速 D與氣流壓力有關(guān)，與聲速概念無關(guān)。題解：噴管的臨界狀態(tài)時，對應著流速達到聲速、壓力降至臨界壓力，聲速、 臨界速度為同一概念。23. 漸縮型噴管的流速。A只能小于、等于聲速B可以大于聲速，只要P2 Per，不可能p2vpcr,故其流速Cf2 Ccr。24. 漸縮型噴管進口壓力1MPa,工質(zhì)為空氣，其出口外部空間為大氣 pb=0.1MPa，出口壓力。A p2 = 0.1MPa B p2= Pcr=0.546MPa p2= Pcr=0.528MPaD p2= 0.577M

12、Pa題解：漸縮噴管出口壓力最低只能達到 P2二Pcr，工質(zhì)為空氣時- cr = 0.528。25. 漸縮型噴管進口壓力1MPa，其出口外部空間大氣壓力 0.1MPa,若將 噴管在長度方向上截去一小段，則出口速度 Cf2與原先Cf2比較。A Cf 2 C f 2D C f 2 變?yōu)閬喡曀兕}解：當噴管的外形一定時，出口流速僅與氣流壓力有關(guān)，當出口斷面上仍然為Pcr時，其流速不變Cf2 =Cf2 =CCr。26. 縮放型噴管的出口壓力。AP2：PcrBP2二 Pcr CP2PcrDp2=0.546MPa題解：縮放型噴管的出口壓力總是低于臨界壓力，這類噴管用于獲取超聲 速氣流，喉部為Per，出口壓力p2 ”： pcr27. 縮放型噴管的最小截面處壓力A 卩喉=Per B P喉P2 C P喉 Per D P喉Per28. 縮放型噴管的最小截面處流速。Ae喉=CcrBe喉f:： cerCe喉f-cerDe喉可以大于Cer,也可以小于Cero29. 漸縮型噴管出口工質(zhì)達到臨界狀態(tài)，入口處參數(shù)不變，若降低噴管出 口外空間壓力，其出口處。A壓力不變，流速不變。B壓力降低，流速不變。C壓力降低，流速增大。D壓力不變，流速增大。題解：漸縮噴管若出口達到臨界狀態(tài)，即達到了其最大的膨脹極限，故外 部空間壓力的變化不影響其出口狀態(tài)。30. 漸縮噴管，入口工質(zhì)狀態(tài)不變，在范圍內(nèi)流量