第1、2章作業(yè)習題(09修訂版)

1、湖南工業(yè)大學土木工程學院建筑環(huán)境與設備工程教研室編制第1章習題參考答案補充：一容器被一剛性壁分為兩部分，如圖所示.壓力表D讀數為175kPa, C讀數為llOkPa, 如大氣壓為97kPa,試求表A的讀值.©"-0沁;:ww：僅供交流學習交潦之用9謂勿上傳湖南工業(yè)大學土木工程學院建筑環(huán)境與設備工程教研室編制僅供交流學習交潦之用9謂勿上傳湖南工業(yè)大學土木工程學院建筑環(huán)境與設備工程教研室編制分析：由題意知容器上裝有假設右側容器是處于正壓工作狀態(tài)，容器中工質的壓力高于大氣壓力. 表C的讀數畏容器 相對于大氣壓的差值，表A的讀數是容器 相對于大氣壓的差值，而表D的 讀數則是容器相對

2、于容器的差值。解：根據壓力測量的概念有：Pi = P.c + Pb、Pu = P.A + Ph% = Pi Pn經推到，得：% = " 一 Pb = Pi _ Psd Pb= （Psc + Pb） - PgD卜 Pb = PKc _ 卩加=（110一 175） = -65kPa 由此可以看到A為真空表.讀數為65kPa.13、氣體初態(tài)Pi=0.5MPaM=0.VJ2m計kg,按=常數的規(guī)律，可逆膨脹到p = 0AMpat 試求膨脹功.解：乎w= f pdv = 1'=ln-= pL lii = 0.5xl06 x0.172x= 138.4VvVjp20.11-9.熱泵供熱裝置

3、，每小時供熱量a=105kJ,消耗功率P=7kw,試求:(1) 熱泵供熱系數；(2) 從外界吸取的熱*Q2；(3) 如改用電爐供熱，需用多大功率的電爐.解：僅供交流學習交潦之用9謂勿上傳湖南工業(yè)大學土木工程學院建筑環(huán)境與設備工程教研室編制僅供交流學習交潦之用9謂勿上傳湖南工業(yè)大學土木工程學院建筑環(huán)境與設備工程教研室編制=a =p105/3600-7= 3.97僅供交流學習交潦之用9謂勿上傳湖南工業(yè)大學土木工程學院建筑環(huán)境與設備工程教研室編制僅供交流學習交潦之用9謂勿上傳湖南工業(yè)大學土木工程學院建筑環(huán)境與設備工程教研室編制Qz=Q.-P =-7 = 20.8R W = 20.8 燈 / 5 =

4、74800U !h360僅供交流學習交潦之用9謂勿上傳湖南工業(yè)大學土木工程學院建筑環(huán)境與設備工程教研室編制3僅供交流學習交流之用謂勿上傳湖南工業(yè)大學土木工程學院建筑環(huán)境與設備工程教研室編制Q,=kJ/h = 21.nw#僅供交流學習交流之用謂勿上傳湖南工業(yè)大學土木工程學院建筑環(huán)境與設備工程教研室編制第2章習題參考答案思考題2-8理想氣體的°和c,都隨溫度而變，那么它的差值是否也隨溫度而變化？而比熱容比K = ±則C.又如何？答：yc尸R,不會隨溫度不同而變化.只要溫度不太高，尤其是對于單原子氣體，按估算公式,c Mei + 2比熱容比 = = = 也不會隨溫度不同而變化.c

5、y Mcv i2-9何謂混合氣體的折合氣體常數？它比混合氣體中最大的氣體常數還大嗎？答：通用常數與混合氣體的折合分子量比值，即為它的折合氣體常數.不會，可由下式推導之R = "K = ©K + g蟲 + + gA § （& + g + += nuxr«l入 a2-13有人斷言，對于CO?和UO兩種氣體混合物的質量成分和摩爾成分是相同的，這是真的嗎? 為什么？X、M答：g嚴兀C6和20各自對應的分子量都為44,所以無論以何比例混合，折合分子量44. z *44P所以£ =兀廿=忑石=兀M 442-15混合氣體中質量成分較大的組成氣體，其摩

6、爾成分是否也一定較大？由公式可見，即便各組分混合比一定，即折合分子量一定，但還受其答：不一定，=-組分分子量彫響.習題2-1 求p=0.5IVIpa, /=170解：弋k時，M的比體積和密度.#僅供交流學習交潦之用9謂勿上傳湖南工業(yè)大學土木工程學院建筑環(huán)境與設備工程教研室編制R由pv = RT以及R =得到 MRJ 8314x4433/Zv = = 0.2629/7/ /kgpM 5x105x28p = =-=3.804kgv 0.26292-2已知M的Af=28,求（l）M的氣體常數；（2）標準狀杰下M的比體積和密度；（3）p=0.1MPa、 r=5OO時的摩爾容積My.=296.93（丿/

7、（RgK）解："皿M 285僅供交流學習交潦之用9謂勿上傳湖南工業(yè)大學土木工程學院建筑環(huán)境與設備工程教研室編制#僅供交流學習交潦之用9謂勿上傳湖南工業(yè)大學土木工程學院建筑環(huán)境與設備工程教研室編制(2) pv = RT ,其中p=101325Pa, T=273.15K,計算得"=0.8加'/Rg, p = 1.25kg/in5(3 ) pv=RT ,代入 p=10(M)()0Pa , T=773.15K ,計算得 y = 2.30/n3 / kg , Mv=M .R T v=28x2.3=64.28m3/niole 另也有一法：Vw = Mv 而 = R0T =>

8、; Vw =-P2-3把CO2壓送到容積3nf的貯氣權里，起始表壓力pR1=30kPa,終了表壓力pg2=0.3Mpa.溫度由 ti=45增至70 .試求被壓入的CO?的質量.當地大氣壓力B =101.325kPa.解：心心-g =型一空丄(邑一巴)=丄件 _ P寸B “2.021畑-1 RT2 RT R T2 T R°/M 273 + 70 273 + 452-6空氣壓縮機每分鐘自外界吸入溫度為15 、壓力為O.IMPa的空氣3n/,充入容積85亦的儲 氣罐內.設開始時繼內的溫度和壓力與外界相通，問在多長時間內空氣壓縮機才能將氣罐內的表 壓力升高到0.7MPa?設充氣過程中氣罐內溫

9、度始終保持不變.解：初態(tài)時儲氣罐內氣體質量由下式公式計算：終狀杰計算如下:咄+阿-叩0°°°°皿每分鐘充入的氣體質量可計算如下:R7287x288.15_吧-800000 x&5 RT：287x288.15pM100000 x3= HjRTr => 匚 1028畑8223畑RT' 287x288.15所需充氣時間為:r =叫一叫=82.23-10.28 = 19 g2nun 加3.63更簡單的辦法是，先進行公式計算，并利用巳知條件簡化，然后再代入數據:人-加I _ RT、 Rl-pV7-R其中« =匕，廠=7=人,，=必，

10、所以rt2 Rl _V1(P2-P1)p*. 一 刊'R需耍注意的是，表壓力是相對壓力.必須轉換成絕對壓力才能代入公式28在一直徑為400mm的活塞上置有質量為3(MH)kg的物體,氣缸中空氣的溫度為18 ,質量為4僅供交潦學習交流之用,謂勿上傳212kg.加熱后其容積增大為原來的兩倍.大氣壓力為B"OlkPn，問：（1）氣缸中空氣的終溫是 多少？（2）終態(tài)的比體積是多少？（3）初態(tài)與終態(tài)的密度各是多少？解：（1）卩0 = +竽=101000 +彳。00%9$ = 335076.4P。,利用條件先將容器原始體積求 fx0.2-出來毗=mRT0 =>VQ =053F山凡7

11、； = 212x287x(27315 + 18)pQ335076.4PM= mR7 n7；=上匕=上仝=335076.4x0.53x2 = 582 約合309 mR mR 2.12x287更簡便的方法是：利用pV = niRT,初終狀態(tài)斥力與質量都不變，=27=582K70 53x2嚇薩步=0曲/如也可用狀態(tài)方程求解.2.120.53x2=2kg/m5z 、 m 2.12 z 3 m(3) p0 = = 4kg/m、p= Vo 0.536 心匕215氧氣在容積為0.5m啲剛性密閉容器中從20被加熱到64U ，設加熱前的壓力為608kPa 求加熱刖需的熱量.（1）按定值比熱容計算；（2）按真實比

12、熱容計算；（3）按平均比熱容計算. M：須先注意的畏，剛性密閉，表示定容了，所有過程的比熱均采用定容比熱，而非定壓比熱了. 到底是采用定壓質量比熱容，還是容積比熱容，抑或摩爾比熱容，原則上說都可以，但一般有一 種最簡單還長需要注意，釆用容積比熱容，都得把非標準體積轉化為標準體積才可以套用公式.7僅供交流學習交潦之用9謂勿上傳湖南工業(yè)大學土木工程學院建筑環(huán)境與設備工程教研室編制（1）按定值比熱容計算Rl 259.8x293pV 608x103x0.5M 32Q = nMcvAT = 0.125x20.785x620 = 1611V(2) 按真實比熱容計算查表得a0 = 25.477坷=15.20

13、22x10-'a, =-5.0618x10a5 = 1.3117xl0-9.Q =町;Mc、dT =(q -R°+ aj + aj2 + aJz)clT = 1914 燈(3) 按平均比熱容計算查表2-4,并根據內插法Cp：° = 0.917M/(如 K)&CpJ40 = 0.9983/(畑 K)根據陷1) = 18367:一/?,例如，(1)也可如此計算：Me l/ Ao? 5x814Q = /nc;A/ = m / = m A/ = 4x x 620 = 1611U2-18巳知天然氣容器的容積成分如下rCfl4 =97%,=0.6%,吃問=0.18%,佗申。=0.18%,仏=0.2%,% =1.83%試求：（1）天然氣在標準狀態(tài)下的密度；（2）各組成氣體在標準狀杰下的分壓力.解： M