高等工程热力学作业-
高等工程热力学作业（编程）第三章实际气体状态方程第四章实际气体导出热力学性质与过程题目：一、用PR方程计算制冷剂R290、R600a和混合制冷剂R290/R600a：50/50wt%的PVT性质。
二、用PR方程计算制冷剂R290、R600a和混合制冷剂R290/R600a的导出热力学性质焓和熵。
源程序：1、牛顿迭代法求Zfunction Z=newton(A,B,Z)err=1e-6;for n=0:1000f=Z^3-(1-B)*Z^2+Z*(A-2*B-3*B^2)-(A*B-B^2-B^3);Z=Z-f/(3*Z^2-2*(1-B)*Z+(A-2*B-3*B^2));if(abs(f)<err)breakendend %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%2、求a、b、Z、v等参数函数function [v,Z,a,b,beta]=vv(p,T)R=8.31451;N1=[44.096 369.89 4.2512 0.1521];N2=[58.122 407.81 3.6290 0.1840];k1=0.37464+1.54226*N1(4)-0.26992*N1(4)^2;alpha1=(1+k1*(1-(T/N1(2))^0.5))^2;a1=0.45724*alpha1*R^2*N1(2)^2/N1(3)/10^6;aa1=0.45724*R^2*N1(2)^2/N1(3)/10^6*2*sqrt(alpha1)*(-k1/(2*sqrt(N1(2)*T)));b1=0.07780*R*N1(2)/N1(3)/10^6;k2=0.37464+1.54226*N2(4)-0.26992*N2(4)^2;alpha2=(1+k2*(1-(T/N2(2))^0.5))^2;a2=0.45724*alpha2*R^2*N2(2)^2/N2(3)/10^6;aa2=0.45724*R^2*N2(2)^2/N2(3)/10^6*2*sqrt(alpha2)*(-k2/(2*sqrt(N2(2)*T)));b2=0.07780*R*N2(2)/N2(3)/10^6;a3=0.25*a1+0.5*(1-0.01)*sqrt(a1*a2)+0.25*a2;aa3=0.25*aa1+0.5*(1-0.01)*1/2/sqrt(a1*a2)*(a1*aa2+a2*aa1)+0.25*aa2;b3=0.5*(b1+b2);a=[a1 a2 a3];b=[b1 b2 b3];beta=[aa1 aa2 aa3];for i=1:3;A(i)=a(i)*p*10^6/(R^2*T^2);B(i)=b(i)*p*10^6/(R*T);Z(i)=newton(A(i),B(i),1);vv(i)=R*T*Z(i)/p/10^6;digits(5);v(i)=vpa(vv(i),5);i=i+1;enda=[a1 a2 a3];b=[b1 b2 b3];beta=[aa1 aa2 aa3];end%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%3、余函数法求ar 、sr 、hrfunction [ar,sr,hr]=as(p,T)[v,Z,a,b,beta]=vv(p,T);R=8.31451;for i=1:3;sr(i)=-R*log((v(i)-b(i))/v(i))+beta(i)/(2*sqrt(2)*b(i))*log((v(i)-0.414*b(i))/(v(i)+2.414*b(i)))-R*log(v(i)/(R*T/p/10^6));ar(i)=R*T*log((v(i)-b(i))/v(i))-a(i)/(2*sqrt(2)*b(i))*log((v(i)-0.414*b(i))/(v(i)+2.414*b(i)))+R*T*log(v(i)/(R*T/p/10^6));hr(i)=ar(i)+T*sr(i)+R*T*(1-Z(i));endend%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%4求绝对焓熵（以0℃饱和液体为标准)/(1satl ℃,0K kg kJ s ⋅=）function [h,s]=hs(p,T)M1=44.096;M2=58.122;x1=(1/M1)/(1/M1+1/M2);x2=(1/M2)/(1/M1+1/M2);Mm=M1*x1+M2*x2;M=[M1 M2 Mm];ps=[0.015696 0.32979 0.47446];T0=273.15;R=8.31451;c1=[-95.80 6.945 -3.597*10^(-3) 7.290*10^(-7)];c2=[-23.91 6.605 -3.176*10^(-3) 4.981*10^(-7)];c3=[-64.79 6.798 -3.415*10^(-3) 6.294*10^(-7)];cps1=inline('-95.80./t+6.945-3.597*10^(-3)*t+7.290*10^(-7)*t.^2');cps2=inline('-23.91./t+6.605-3.176*10^(-3)*t+4.981*10^(-7)*t.^2');cps3=inline('-64.79./t+6.798-3.415*10^(-3)*t+6.294*10^(-7)*t.^2');cph1=inline('-95.80+6.945*t-3.597*10^(-3)*t.^2+7.290*10^(-7)*t.^3'); cph2=inline('-23.91+6.605*t-3.176*10^(-3)*t.^2+4.981*10^(-7)*t.^3'); cph3=inline('-64.79+6.798*t-3.415*10^(-3)*t.^2+6.294*10^(-7)*t.^3');Is1=quad(cps1,273.15,T)/1000;Is2=quad(cps2,273.15,T)/1000;Is3=quad(cps3,273.15,T)/1000;Ih1=quad(cph1,273.15,T)/1000;Ih2=quad(cph2,273.15,T)/1000;Ih3=quad(cph3,273.15,T)/1000;Is=[Is1 Is2 Is3];Ih=[Ih1 Ih2 Ih3];[ar,sr,hr]=as(p,T);for i=1:3[ar1,sr1,hr1]=as(ps(i),T0);ar0(i)=ar1(i);sr0(i)=sr1(i);hr0(i)=hr1(i);s(i)=1*M(i)+sr0(i)+Is(i)*M(i)-R*log(p/ps(i))-sr(i);h(i)=200*M(i)+hr0(i)+Ih(i)*M(i)-hr(i);endend%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5、主程序求v、h、sclearP=input('输入R600a工质压力:P/MPa:\n');T=input('输入R600a工质温度:T/K:\n');[v]=vv(p,T)[h,s]=hs(p,T) %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% R290、R600a、R290/R600a的比体积v/(m^3/mol);R290、R600a、R290/R600a的焓h/(J/mol);R290、R600a、R290/R600a的熵s/(J/(mol.K); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%运行结果：单位制：SI第六章气液相平衡题目：试用Peng-Robinson方程计算纯质R290 P-T相图和溶液R290/R600a分别在p=1atm和p=10atm下的T-X相图。
纯质R290 P-T相图：源程序：1、求纯质R290逸度系数函数function [phi1]=phi(T1,P1,Z);R=8.3145;M1=44.096e-3;Tc1=369.89;Pc1=4.2512e6;w1=0.1512;Tr1=T1/Tc1;k1=0.37464+1.54226*w1-0.26992*w1^2;alpha1=(1+k1*(1-Tr1^0.5))^2;a1=0.45724*alpha1*(R^2)*(Tc1^2)/Pc1;b1=0.07780*R*Tc1/Pc1;A1=a1*P1/((R^2)*(T1^2));B1=b1*P1/(R*T1);Z=newton(A1,B1,Z);phi1=exp(Z-1-log(Z-B1)-A1*log((Z+2.414*B1)/(Z-0.414*B1))/(2*sqrt(2)*B1)); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%2、主程序p1=3e5;dp=100;N=20000;err=1e-8;for T1=200:0.1:369.89for n=1:Nphi1v=phi(T1,p1,1.1);phi1L=phi(T1,p1,0.001);if abs(phi1v-phi1L)<=errbreakelsep1=p1+dp;endendif n==N+1fprintf('error!')break;elseplot(T1,p1/10^6,'r-');hold on;endendgrid;title('R290工质p-T相图');xlabel('T/K');ylabel('p/MPa');运行结果：溶液R290/600a分别在P=1atm和10atm下的T-X相图源程序：1、求R290/R600a逸度系数函数function phimix=phimix(type,x1,T,p,Z)R=8.3145;x2=1-x1;N1=[44.096 369.89 4.2512 0.1521];N2=[58.122 407.81 3.6290 0.1840];k1=0.37464+1.54226*N1(4)-0.26992*N1(4)^2;alpha1=(1+k1*(1-(T/N1(2))^0.5))^2;a1=0.45724*alpha1*R^2*N1(2)^2/N1(3)/10^6;b1=0.07780*R*N1(2)/N1(3)/10^6;k2=0.37464+1.54226*N2(4)-0.26992*N2(4)^2;alpha2=(1+k2*(1-(T/N2(2))^0.5))^2;a2=0.45724*alpha2*R^2*N2(2)^2/N2(3)/10^6;b2=0.07780*R*N2(2)/N2(3)/10^6;a=x1*x1*a1+2*x1*x2*(1-0.01)*sqrt(a1*a2)+x2*x2*a2;b=x1*b1+x2*b2;A=a*p*10^6/(R^2*T^2);B=b*p*10^6/(R*T);Z=newton(A,B,Z);if type==1bi=b1;sai=2*(x1*a1+x2*0.99*sqrt(a1*a2));else if type==2bi=b2;sai=2*(x2*a2+x1*0.99*sqrt(a1*a2));endendphimix=exp(bi/b*(Z-1)-log(Z-B)-A*(sai/a-bi/b)*log((Z+2.414*B)/(Z-0.414*B))/(2*sqrt( 2)*B));end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%2、1atm下R290/R600a的T-x图clearx1=0:0.01:1;x2=1-x1;t=length(x1);y1=x1;y2=1-y1;P=0.1;n=0;for i=1:tT=220;while 1n=n+1;fug1_l=phimix(1,x1(i),T,P,0.01);fug1_v=phimix(1,y1(i),T,P,1.1);fug2_l=phimix(2,x1(i),T,P,0.01);fug2_v=phimix(2,y1(i),T,P,1.1);k1=fug1_l/fug1_v;k2=fug2_l/fug2_v;y1(i)=k1*x1(i);y2(i)=k2*x2(i);sumy=y1(i)+y2(i);sumy1=sumy;if n==1y1(i)=k1*x1(i)/sumy;y2(i)=k2*x2(i)/sumy;fug1_v=phimix(1,y1(i),T,P,1.1); fug2_v=phimix(2,y1(i),T,P,1.1);k1=fug1_l/fug1_v;k2=fug2_l/fug2_v;y1(i)=k1*x1(i);y2(i)=k2*x2(i);sumy=y1(i)+y2(i);endwhile 1if abs((sumy-sumy1)/sumy1)<1e-4breakendsumy1=sumy;y1(i)=k1*x1(i)/sumy;y2(i)=k2*x2(i)/sumy;fug1_v=phimix(1,y1(i),T,P,1.1);fug2_v=phimix(2,y1(i),T,P,1.1);k1=fug1_l/fug1_v;k2=fug2_l/fug2_v;y1(i)=k1*x1(i);y2(i)=k2*x2(i);sumy=y1(i)+y2(i);endif abs(sumy-1)<=1e-4q(i)=T;breakendT=T+0.01;endR(:,i)=[x1(i),y1(i),T];ends=0;for i=1:tif R(3,i)<265s=s+1;L(:,s)=R(:,i);endendL(:,1)=[0,0,261];L(:,s+1)=[1,1,230.61];plot(L(1,:),L(3,:),'r'); hold on;plot(L(2,:),L(3,:));legend('泡点线'，’露点线’);xlabel('R290摩尔分数');ylabel('混合工质温度/K');title('p=1atm下，R290/R600a的T-x图');grid on %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 3、10atm下R290/R600a的T-x图clearx1=0:0.01:1;x2=1-x1;t=length(x1);y1=x1;y2=1-y1;P=1;n=0;for i=1:tT=290;while 1n=n+1;fug1_l=phimix(1,x1(i),T,P,0.01);fug1_v=phimix(1,y1(i),T,P,1.1);fug2_l=phimix(2,x1(i),T,P,0.01);fug2_v=phimix(2,y1(i),T,P,1.1);k1=fug1_l/fug1_v;k2=fug2_l/fug2_v;y1(i)=k1*x1(i);y2(i)=k2*x2(i);sumy=y1(i)+y2(i);sumy1=sumy;if n==1y1(i)=k1*x1(i)/sumy;y2(i)=k2*x2(i)/sumy;fug1_v=phimix(1,y1(i),T,P,1.1); fug2_v=phimix(2,y1(i),T,P,1.1);k1=fug1_l/fug1_v;k2=fug2_l/fug2_v;y1(i)=k1*x1(i);y2(i)=k2*x2(i);sumy=y1(i)+y2(i);endwhile 1if abs((sumy-sumy1)/sumy1)<1e-4breakendsumy1=sumy;y1(i)=k1*x1(i)/sumy;y2(i)=k2*x2(i)/sumy;fug1_v=phimix(1,y1(i),T,P,1.1);fug2_v=phimix(2,y1(i),T,P,1.1);k1=fug1_l/fug1_v;k2=fug2_l/fug2_v;y1(i)=k1*x1(i);y2(i)=k2*x2(i);sumy=y1(i)+y2(i);endif abs(sumy-1)<=1e-4q(i)=T;breakendT=T+0.01;endR(:,i)=[x1(i),y1(i),T];endplot(R(1,:),R(3,:),'r'); hold on;plot(R(2,:),R(3,:));legend('泡点线'，’露点线’);xlabel('R290摩尔分数');ylabel('混合工质温度/K');title('p=10atm下，R290/R600a的T-x图');grid on %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%运行结果：。
工程热力学课后作业答案
9-1 压力为，温度为20℃的空气，分别以100、300、500 及 1000m/s 的速度流动，当被可逆绝热滞止后，问滞止温度及滞止压力各多少？解： h1=c p T1 =×293=296kJ/kg2h0=h1+c2当 c=100m/s 时：h =301 kJ/kg ，T ＝h0＝298K，p0T0k＝ MPa)k1p1 (00c p T1当 c=300m/s 时：h0=341 kJ/kg ，T0＝， p0=当 c=500m/s 时：h0=421 kJ/kg ，T0＝， p0=当 c=1000m/s 时：h0=796 kJ/kg ，T0＝， p0=9-2 质量流量m 1kg/s 的空气在喷管内作定熵流动，在截面 1-1 处测得参数值 p1= ，t1 ＝200℃， c1=20m/s。
在截面 2-2 处测得参数值 p2＝。
求 2-2 截面处的喷管截面积。
解： p c p1 0.528 0.3> MPa采纳渐缩喷管。
c1=20m/s 较小忽视。
所以 2-2 截面处是临界点T2T1( p2)p1k 1k421Kv2RT 2k g P2c22kRT1[1( p2)k 1p1k 1k ]323m/sv2 mf 2c29-3 渐缩喷管入口空气的压力 p1= ，t1 ＝80℃，c1=50m/s。
喷管背压 p = 。
求喷管出口的气流速度 c2，状态参数 v2、t2 。
如喷管出口截b面积 f2=1cm2，求质量流量。
解:p c p1 0.528=< MPa没有来临界。
滞止温度：T 0T1c12＝2c p滞止压力： p0p1(T 0) k k1＝ MPa T12kRT 0 [1k 1c2(p2) k ]m/sk1p0k 1T 2T1( p2)k＝304Kv2RT 2m3/kg P2m f 2c2m3/sv29-4 如上题喷管背压p b= 。
求喷管出口的气流速度及质量流量？解： p c p1 0.528= MPa >p b所以渐缩喷管入口截面压力p2＝p c＝ MPa由定熵过程方程可得：（按 c1＝0 办理）p2 T2 T1( )k 1k＝294Kc2＝a＝KRT 2 ＝344 m/sv2RT 2m3/kg P2f 2c23m m /s9-5 空气流经喷管作定熵流动，已知入口截面上空气参数p1= ，t1 ＝947℃， c1=0m/s。
高等工程热力学课后答案
高等工程热力学课后答案【篇一：工程热力学课后题答案】一篇工程热力学第一章基本概念1. 2. 3.指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量：答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。
指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，密度。
用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段水。
若水柱高200mm，水银柱高800mm，如图2-26所示。
已知大气压力为735mmhg，试求容器中气体的绝对压力为多少kpa？解：根据压力单位换算ph2o?200?9.80665?1.961?103?1.96.kpaphg?800?133.32?1.006?105pa?106.6kpap?pb?(ph2o?phg)?98.0?(1.961?106.6)?206.6kpa4.锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。
若已知斜管倾角?使用??30?，压力计中?0.8g/cm3的煤油，斜管液体长度l?200mm，当地大气压力pb?0.1mpa，求烟p?l?gsin??200?0.8?9.81?0.5?784.8pa?784.8?10?6mpa气的绝对压力（用mpa表示）解：p?pb?pv?0.1?784.8?10?6?0.0992mpa5.一容器被刚性壁分成两部分，并在各部装有测压表计，如图2-28所示，其中c为压力表，读数为110kpa，b为真空表，读数为45kpa表示）。
若当地大气压pb?97kpa，求压力表a的读数（用kpapga?155kpa6. 试述按下列三种方式去系统时，系统与外界见换的能量形式是什么。
（1）.取水为系统；（2）.取电阻丝、容器和水为系统；（3）.取图中虚线内空间为系统。
答案略。
7.某电厂汽轮机进出处的蒸汽用压力表测量，起读数为13.4mpa；冷凝器内的蒸汽压力用真空表测量，mmhg。
若大气压力为0.098mpa，试求汽轮机进出处和冷凝器内的蒸汽的绝对压力其读数为706（用mpa表示）8.测得容器的真空度p1?0.024m7pa;p2?0.003m9papv?550mmhg，大气压力pb?0.098mpa，求容器内的绝对压力。
工程热力学课后作业答案
9-1压力为，温度为20℃的空气，分别以100、300、500及1000m/s 的速度流动，当被可逆绝热滞止后，问滞止温度及滞止压力各多少？ 解：h 1=1T c p =×293=296kJ/kgh 0=h 1+22c 当c=100m/s 时：h 0=301 kJ/kg ，T 0＝pc h 0＝298K ，11010)(-=k k T T p p ＝ MPa 当c=300m/s 时：h 0=341 kJ/kg ，T 0＝，p 0=当c=500m/s 时：h 0=421 kJ/kg ，T 0＝，p 0=当c=1000m/s 时：h 0=796 kJ/kg ，T 0＝，p 0=9-2质量流量1=m &kg/s 的空气在喷管内作定熵流动，在截面1-1处测得参数值p 1= ，t1＝200℃，c1=20m/s 。
在截面2-2处测得参数值p 2＝。
求2-2截面处的喷管截面积。
解：=⨯==3.0528.01p p c β> MPa采用渐缩喷管。
c1=20m/s 较小忽略。
因此2-2截面处是临界点==-k k p p T T 12)12(1421K==222P RT v kg =--=-])12(1[11221k k p p k kRT c 323m/s=⨯=222c m v f9-3渐缩喷管进口空气的压力p 1= ，t1＝80℃，c1=50m/s 。
喷管背压p b = 。
求喷管出口的气流速度c2，状态参数v2、t2。
如喷管出口截面积f2=1cm 2，求质量流量。
解: ⨯==528.01p p c β=< MPa没有到临界。
滞止温度：pc c T T 21021+=＝ 滞止压力：1)10(10-=k kT T p p ＝ MPa =--=-])02(1[10221k k p p k kRT c m/s k k p p T T 1)12(12-=＝304K ==222P RT v m 3/kg ==222v c f m m 3/s9-4如上题喷管背压p b = 。
工程热力学第三章热力学第一定律作业
第3章 热力学第一定律3-1 一辆汽车 1 小时消耗汽油 34.1 升, 已知汽油发热量为 44000kJ/kg , 汽油密度 0.75g/cm3 。
测得该车通过车轮出的功率为 64kW, 试求汽车通过排气, 水箱散热等各种途径所放出的热量。
解: 汽油总发热量Q = 34.1×10-3m3 ×750kg/m3 ×44000kJ/kg =1125300kJ汽车散发热量Qout = Q-W ×3600 = (1125300-64×3600)kJ/h = 894900kJ/h3-2 气体某一过程中吸收了 50J 的热量, 同时, 热力学能增加 84J, 问此过程是膨胀过程还是压缩过程？ 对外作功是多少 J ？解 取气体为系统, 据闭口系能量方程式 Q = ΔU +WW = Q -ΔU = 50J -84J = -34J所以过程是压缩过程, 外界对气体作功 34J 。
3-3 1kg 氧气置于图 3-1 所示气缸内, 缸壁能充分导热, 且活塞与缸壁无磨擦。
初始时氧气压力为 0.5MPa, 温度为 27℃, 若气缸长度 2l , 活塞质量为 10kg 。
试计算拔除钉后, 活塞可能达到最大速度。
解：由于可逆过程对外界作功最大, 故按可逆定温膨胀计算：w = RgT ln V2/ V1 = 0.26kJ/(kg•K)×(273.15+ 27)K图3-1 图3-2×ln（A×2h）/ （A×h）= 54.09kJ/kgW =W0 + m'/2*Δc2 = p0(V2 -V1)+ m'/2*Δc2 （a）V1 =m1RgT1/ p1=1kg×260J/(kg•K)×300.15K/0.5×106Pa= 0.1561m3V2 = 2V1 = 0.3122m3代入(a)c2 = （2×(54.09J/kg×1kg×103-0.1×106Pa×0.1561m3)/10kg）1/2 = 87.7m/s3-4 有一飞机的弹射装置, 如图 3-2, 在气缸内装有压缩空气, 初始体积为 0.28m3 , 终了体积为0.99m3, 飞机的发射速度为61m/s, 活塞、连杆和飞机的总质量为 2722kg。
工程热力学第三章热力学第一定律作业
第3章 热力学第一定律3-1 一辆汽车 1 小时消耗汽油 34.1 升，已知汽油发热量为 44000kJ/kg ，汽油密度 0.75g/cm3 。
测得该车通过车轮出的功率为 64kW ，试求汽车通过排气，水箱散热等各种途径所放出的热量。
解： 汽油总发热量Q = 34.1×10-3m3 ×750kg/m3 ×44000kJ/kg =1125300kJ汽车散发热量Qout = Q-W ×3600 = (1125300-64×3600)kJ/h = 894900kJ/h3-2 气体某一过程中吸收了 50J 的热量，同时，热力学能增加 84J ，问此过程是膨胀过程还是压缩过程？对外作功是多少 J ？解 取气体为系统，据闭口系能量方程式 Q = ΔU +WW = Q -ΔU = 50J -84J = -34J所以过程是压缩过程，外界对气体作功 34J 。
3-3 1kg 氧气置于图 3-1 所示气缸内，缸壁能充分导热，且活塞与缸壁无磨擦。
初始时氧气压力为 0.5MPa ，温度为 27℃，若气缸长度 2l ，活塞质量为 10kg 。
试计算拔除钉后，活塞可能达到最大速度。
解：由于可逆过程对外界作功最大，故按可逆定温膨胀计算：w = RgT ln V2/ V1 = 0.26kJ/(kg •K)×(273.15+ 27)K图3-1 图3-2×ln（A×2h）/ （A×h）= 54.09kJ/kgW =W0 + m'/2*Δc 2 = p0(V2 -V1)+ m'/2*Δc 2 （a ）V1 =m1RgT1/ p1=1kg×260J/(kg•K)×300.15K /0.5×106Pa = 0.1561m3 V2 = 2V1 = 0.3122m3代入(a)c2 = （2×(54.09J/kg×1kg×103-0.1×106Pa×0.1561m3)/10kg）1/2= 87.7m/s3-4 有一飞机的弹射装置，如图 3-2，在气缸内装有压缩空气，初始体积为 0.28m3 ，终了体积为0.99m3，飞机的发射速度为61m/s ，活塞、连 杆和飞机的总质量为 2722kg 。
工程热力学作业答案解析——第一章作业
姓名：舒小华 学号：0618003139.容器被分隔成A 、B 两室，如1-27所示，已知当场大气压P b =0.1013MPa ，气压表2的读数P e2=0.04MPa ，气压表1的读数P e1=0.294MPa ，求气压表的3的读数（用MPa 表示）。
解：用P 表示绝对压力，则有Pe P P +=环境得到1e b A P P P += （1）2e B A P P P += （2）3P e b B P P += （3）（1）（2）（3）联立可得213e P e e P P -==(0.294-0.04)MPa=0.254MPa所以气压表3的读数为0.254MPa 。
16. 某种气体在气缸中进行缓慢膨胀过程，其体积由0.13m 增加到0.253m 。
过程中气体压力依{p}MPa =0.24-0.4{v}3m 变化。
若过程中气缸和活塞的摩擦保持在1200N ，当地大气压为0.1MPa ，气缸截面积为0.12m ，试求：（1）气体所做的膨胀功W ；（2）系统输出的有用功Wu ；（3）活塞与气缸无摩擦时，系统输出的有用功W u.re ;解：（1）J V V dV 25500)2.024.0(10dV 10)4.024.0(P W |25.01.026625.01.0=-⨯=⨯-==⎰⎰（2）系统做出的有用功Wu=a f W W W -- （Wf 表示摩擦力做的功，Wa 表示克服大气压力做的功）W f =F f *s=1200*（△V/A ）=1200*[(0.25-0.1)/0.1]J=1800JWa=Pb*A*s=J 1.0/1.025.01.0101.06）（-⨯⨯⨯=15000J Wu=(25500-1800-15000)J=8700J（3）当无摩擦时W f =0JW u.re =W -Wa=(25500-15000)J=10500J2. 英制系统中的兰氏温标（兰氏温标和华氏温标关系相当于热力学温标与摄氏温标），其温度已符号R 表示。
高等工程热力学试卷
一、单选题。
（每题2分，共16分）1.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则测得的压差为( )A.真空p v=0.08MpaB.表压力p g=0.08MPaC.真空p v=0.28MpaD.表压力p g=0.28MPa2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则( )A.技术功为正B.技术功为负C.体积功为正D.体积功为负3.理想气体可逆定温过程的特点是( )A.q=0B. W t=WC. W t>WD. W t<W4.若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的△S必( )可逆过程△S。
A.大于B.等于C.小于D.大于等于5.饱和蒸汽经历绝热节流过程后( )A.变为饱和水B.变为湿蒸汽C.作功能力减小D.温度不变6.绝热节流过程中节流前、后稳定截面处的流体( )A.焓值增加B.焓值减少C.熵增加D.熵减少7.空气在渐缩喷管内可逆绝热稳定流动，其滞止压力为0.8MPa，喷管后的压力为0.2MPa，若喷管因出口磨损截去一段，则喷管出口空气的参数变化为( )A.流速不变，流量不变B.流速降低，流量减小C.流速不变，流量增大D.流速降低，流量不变8.把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压，经( )过程气体终温最高。
A.绝热压缩B.定温压缩C.多变压缩D.多级压缩二、填空题。
（每空2分，共30分）1、温度是衡量_____________的一个物理量，热力学温标的计量单位是_________。
2、物系的温度是用以判别物系间是否处于_________状态的参数。
3、理想气体的逸度等于______，逸度和逸度系数都是物质_______的函数。
4、压缩因子、偏差函数和逸度系数等表示实际流体对理想气体的____________。
5、热力学能和体积不变的简单封闭系统就将等同于________系统。
6、__________称为克劳修斯不等式，对______循环，上式等号成立。
工程热力学作业
1-1 一立方形刚性容器，每边长1m ，将其中气体的压力抽至1000Pa ，问其真空度为多少毫米汞柱？容器每面受力多少牛顿？已知大气压力为0.1MPa 。
解：p = 1 000 Pa = 0.001 MPa真空度mmHg Pa MPa MPa MPa p p p b V 56.74299000099.0001.01.0===-=-= 容器每面受力F ＝p V A = 9 900 Pa×1m 2 =9.9×104 N1-2 试确定表压力为0.01 MPa 时U 形管压力计中液柱的高度差。
(1)U 形管中装水，其密度为1 000 kg/m 3；(2) U 形管中装酒精，其密度为789 kg/m 3。
解： 因为表压力可以表示为p g =ρgΔz ，所以有gp z gρ=∆既有（1）mm m s m m kg Pa g p z g72.101901972.1/80665.9/10001001.0236==⨯⨯=∆＝水ρ（2） mm m sm m kg Pag p z g34.129729734.1/80665.9/7891001.0236==⨯⨯=∆＝酒精ρ 1-7 从工程单位制热力性质查得，水蒸气在500℃、100at 时的比体积和比焓分别为v =0.03347m 3/kg 、h =806.6kcal/kg 。
在国际单位制中，这时水蒸气的压力和比热力学能各为多少？解： 水蒸气压力p =100at×9.80665×104Pa/at = 9.80665×106Pa=9.80665MPa 比热力学能u=h-pv=806.6kcal ×4.1868kJ/kcal)/kg-9806.65kPa ×0.03347m 3/kg = 3377.073kJ-328.228kJ =3048.845kJ2-1 冬季，工厂某车间要使室内维持一适宜温度。
工程热力学课后作业答案
p734-1 1kg 空气在可逆多变过程中吸热40kJ ，其容积增大为1102v v =，压力减少为8/12p p =，设比热为定值，求过程中内能旳变化、膨胀功、轴功以及焓和熵旳变化。
解：热力系是1kg 空气过程特性：多变过程)10/1ln()8/1ln()2/1ln()1/2ln(==v v p p n ＝0.9由于T c q n ∆=内能变化为R c v 25=＝717.5)/(K kg J •v p c R c 5727==＝1004.5)/(K kg J •=n c ==--v v c n kn c 51＝3587.5)/(K kg J •n v v c qc T c u /=∆=∆＝8×103J膨胀功：u q w ∆-=＝32 ×103J轴功：==nw w s 28.8 ×103J焓变：u k T c h p ∆=∆=∆＝1.4×8＝11.2 ×103J熵变：12ln 12lnp p c v v c s v p +=∆＝0.82×103)/(K kg J •4－2 有1kg 空气、初始状态为MPa p 5.01=，1501=t ℃，进行下列过程：（1）可逆绝热膨胀到MPa p 1.02=；（2）不可逆绝热膨胀到MPa p 1.02=，K T 3002=；（3）可逆等温膨胀到MPa p 1.02=；（4）可逆多变膨胀到MPa p 1.02=，多变指数2=n ；试求上述各过程中旳膨胀功及熵旳变化，并将各过程旳相对位置画在同一张v p -图和s T -图上解：热力系1kg 空气（1） 膨胀功：])12(1[111k k p p k RT w ---=＝111.9×103J熵变为0（2）)21(T T c u w v -=∆-=＝88.3×103J12ln 12ln p p R T T c s p -=∆＝116.8)/(K kg J •（3）21ln1p p RT w =＝195.4×103)/(K kg J • 21ln p p R s =∆＝0.462×103)/(K kg J • （4）])12(1[111n n p p n RT w ---=＝67.1×103J n n p p T T 1)12(12-=＝189.2K 12ln 12ln p p R T T c s p -=∆＝－346.4)/(K kg J •4-3 具有1kmol 空气旳闭口系统，其初始容积为1m 3，终态容积为10 m 3，当时态和终态温度均100℃时，试计算该闭口系统对外所作旳功及熵旳变化。
高等工程热力学 童钧耕 习题1
RT a p 0.5 Vm b T Vm (Vm b) 8314.5 J/(mol K) 189 K 0.13864 Pa m6 K1/2 mol2 3 3 Vm 0.0268 10 m /mol (189 K)0.5Vm (Vm 0.0268 103 m3/mol)
用临界参数法求取R-K方程中常数a和b
0.427480 R 2Tc 2.5 0.427480 [8.3145J/(mol K)]2 (126.2K)2.5 a pc 3.39 106 Pa 0.13864Pa m 6 K1/2 mol 2
0.08664 RTc b pc 0.08664 8314.5J/(mol K) 126.2K 3 3 0.0268 10 m /mol 6 3.39 10 Pa
迭代后解得 Vm= 0.080238 m3/mol V m M 148.84 kg Vm 范氏方程计算 R-K方程计算
m 122.80kg
m 147.0 kg
本例，因范氏方程常数采用实验数据拟合值，故计算误差较小。
例题3-2
分别用（1）范德瓦尔方程、（2）RKS方程计算0℃，1000atm 下氮气的压缩因Z值。已知实验值为2.0685。 解：查得，氮气的物性为Tc=126.2K，pc=33.5atm， ω=0.040，相对分子质量M=28.013。 1）范德瓦尔方程 用临界参数计算a、b
例2-6 一台同时产生冷、热空气的设备，参数如图。设各股空气 均按稳定情况流动，不计入口、出口处动能差和位能差。已知 空气摩尔定压热容 Cp,m 29.3J/(mol K) ，环境温度T0=273.15K。 此装置中进行的过程能否实现？ 解： 取装置为控制体积。因 Wi=0，据稳定流动能量方程