热工基础作业答案

式中：依题意有：m.mm l s /m .g m /kg .cm /g .sin gl gh p MPa.p p p p v b vb 2020089108080102333===⨯=====-=ραρρkPakPa kPa p p p kPa Pa Pa m m P Pa O m m H p kPa Pa Pa m m p A P O H b O H b 6.206656.1061.961kPa 98p 656.106106656103332.1Hg 800p 1.961kPa a 34.19618067.9200982.97990103332.1Hg 7351265Hg2Hg 2222=++=++=∴==⨯⨯===⨯===⨯⨯=-压力单位换算：附录根据《热工基础》习题参考答案第二章 热能转换的基本概念和基本定律热能转换的基本概念 2-32-42-6 （a ）取水为系统，故为闭口系。

系统与外界交换的能量为热能。

（b ）取电阻丝+容器+水为系统，故为闭口绝热系。

系统与外界交换的能量为电能。

（c ）取图2-40中虚线框内全部空间为系统，故为孤立系。

系统与外界无任何形式的能量交换。

2-7 2-82-10 用线性插值法求摄氏温标与华氏温标的换算关系：{}{}{}{}3281010010032212212+=--=--︒︒)C ()F ()C ()F (t .t t t 得绝对零度（-273.15℃）所对应的华氏温度为：{})F (.).(.t )F (︒-=+-⨯=67459321527381MP .a MP .-MPa .p -p p a MP .gH mm .MPa .g H mm x p g H mm .g H mm MPa .a MP x a MP x p 0.0039MPa g 29.0588mmH g H mm -Hg 735.0588mm p -p p Hg 735.0588mm MPa .p mmHg 107.5006MPa -A P Pa .g H mm -A P 0.0039MPa 3941Pa g H 29.56mm g H mm -g H mm .p -p p g H mm p p -p p 2a MP 13.498a MP .a MP .p a MP .p -A P g H mm .a MP .p p p p v b v v v b b 3v b v v b g b g b 0040094009800940567350980706567357060980706098011265321331126570656735706413098041312655673509801====⨯==∴======∴==⨯==========+=∴===+=冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷进进进进则设解法三：依题意有：：附录查解法二：）：附录（查解法一：力为：冷凝器内蒸汽的绝对压）（）附录（查式中：力为：汽轮机进口处的绝对压）（aMP .a MP .-MPa .p -p p a MP .gH mm .MPa .g H mm x p gH mm .g H mm MPa .a MP x a MP x p 0.0039MPa g 29.0588mmH g H mm -Hg 735.0588mm p -p p Hg735.0588mm MPa .p mmHg107.5006MPa -A P Pa .g H mm -A P 0.0039MPa 3941Pa g H 29.56mm g H mm -g H mm .p -p pg H mm p p -p p 2a MP 13.498a MP .a MP .p a MP .p-A P g H mm .a MP .p p p p v b v v v b b3v bv v bg bg b 0040094009800940567350980706567357060980706098011265321331126570656735706413098041312655673509801====⨯==∴======∴==⨯==========+=∴===+=冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷进进进进则设解法三：依题意有：：附录查解法二：）：附录（查解法一：力为：冷凝器内蒸汽的绝对压）（）附录（查式中：力为：汽轮机进口处的绝对压）（m m HgMPa MPa MPa p p p MPaMPa MPa p p p MPa Pa Pa m m Hg p b v v b v 577077.0025.0102.0025.0073.0098.0073.0733********.1550''2==-=-==-=-===⨯⨯=2-112-13 （1）取动力厂为系统，输入能量为煤的总发热量Q ，输出能量为输出功率P 。

依题意有：输出功率P = 55000kW全厂耗煤量q m ，C = 19.5t/h 煤的发热量q C = 30×103kJ/kg%.%Wk Wk %q q P %Q P W k h /J k h/kg .kg /J k q q Q C m C t Cm C 8331001625005500010010016250010585105191030633=⨯=⨯⨯=⨯==⨯=⨯⨯⨯=⨯=，，热效率：煤的总发热量：η（2）取锅炉为系统，输入能量为煤的总发热量Q ，输出能量为蒸汽总吸热量Q m ，v 。

依题意有：锅炉的蒸汽产量q m ，v = 180×103kg/h蒸汽在锅炉中的吸热量q v =2680kJ/kg%%h /kJ h/kJ .%Q Q h/kJ .kg /kJ h /kg )(q q Q v m B Vv m v m 82100585101044821001044822680101806663=⨯⨯=⨯=⨯=⨯⨯=⨯=，，，锅炉效率：蒸汽总吸热量η122121V V ln C dV V C W VC p C pV V pd W ==∴===⎰⎰则依题意有可逆过程膨胀功：pVW热力学第一定律2-16 （1）膨胀过程：吸热Q=506kJ ，对外作膨胀功W=506kJ（2）（3）压缩过程：放热Q ’ = -390kJ2-18 系统沿路径a-c-b 由a 变化到b ，吸入热量Q a-c-b = 90kJ ，对外作功W a-c-b = 40kJ 。

kJkJ -kJ W -Q U -U U b a WU Q b -c -a b -c -a a b ba 504090====+=∆∆间的热力学能差：、得由闭口系能量方程：（1）系统沿路径a-d-b 至b ，对外作功W a-d-b = 10kJ ，吸收热量Q a-d-b 。

60kJ 10kJ kJ W U Q b b -d -a b -d -a ba b -d -a =+=+=50∆，吸热量：至系统沿路径（2）系统由b 经曲线过程返回a ，外界对系统作功W b-a = -23kJ ，吸收热量Q b-a 。

kJ )kJ (kJ W U Q kJ U )U U (U U U a b ab a b ba a b b a ab 73235050-=-+-=+=∴-=-=--=-=--∆∆∆（3）若系统在过程a-d 的吸热量为Q a-d ，对外作功W a-d ；过程d-b 的吸热量为Q d-b ，对外作功W d-b = 0。

故℃，终态：℃，初态：5005050052211====t a MP .p ;t a MP p 00211212=-=∴==-=U U 'U U U U U U ∆∆的增量：压缩过程空气热力学能，得由前解0506506=-==+=J k kJ W -Q U WU Q ∆∆增量：得膨胀过程的热力学能由闭口系能量方程：kJJ k kJ 'U -'Q 'W 'W 'U 'Q 3900390-=--==+=∆∆功：得压缩过程外界消耗的由闭口系能量方程：10KJ45kJ -55kJ U U U 55kJ 5kJ kJ U U U kJ U -U U kJ kJ kJ U U U 45kJU 5kJ U d b bd a ba b a b ba a d da d a ==-==+=+====-=-===∆∆∆∆505040545得：由前计算得：则，设kJkJ kJ W U Q kJ kJ kJ W U Q kJ kJ kJ W W W bd bdbd d a da d a b d b d a d a 1001050104010010=+=+==+=+==-=-=--------∆∆2-20 因制动而产生的热量可由热力学第一定律的一般表达式：shW z mg c m H Q +++=∆∆∆221求得。

）（））（）（故依题意有：；其中：J k .]sin (.-[z g c m Q z ,sin z ;c ,s /m c W H sh 3222121106412031510008930002145002115100030000⨯-=︒⨯-⨯+⨯⨯=+==︒⨯=====∆∆∆2-212-22 已知： 水蒸气参数： 冷却水温度： 解法一：冷凝器属换热器。

其热流体放热量=冷流体吸热量或热流体从进口到出口的焓降=冷流体从进口到出口的焓升。

即MPa.p p 005021==h/t 'q ;kg /kJ .h ;kg /kJ h steam,m ,steam ,steam 2277137250021===蒸汽流量：出口水：进口水蒸气：Ct C t ''︒=︒=301721出口水温：；进口水温：%67.0%10010120060-14021%10021%100-2121021)4(1033.1/120036001040)3(/1200/2240/3440)2(6.306.9566.98099.966.909810966.98)1(3222'22'243213=⨯⨯⨯=⨯∆=⨯=∆-=∆-∆-==+∆+∆+∆=⨯=⨯⨯=⋅==-=-=∆-==-=-===⨯+=+=）（误差得程：由稳定流动系统能量方sh sh sh sh sh sh sh sh m sh v b out g b in w c w w w c w c h w w z g c h q kWkg kJ skg w q P kg kJ kg kJ kg kJ h h h w kPakPa kPa p p p MPa kPa kPa kPa p p p ε)()(12',21,w w w m steam steam steam m h h q h h q -⋅=-⋅查P273附录A-7，得冷却水焓： 利用插值法求得：故冷却水流量：解法二：2-23 依题意有： 压缩过程： 压气机生产率： （1）即压缩过程中外界对每千克氮气作功240kJ 。