《热工基础》(张学学主编)第一章-第三章参考答案
热工基础与应用第三版课后题答案
热工基础与应用第三版课后题答案热工基础与应用第三版课后题答案：第一章热力学基础1. 什么是热力学系统？热力学系统的分类？答：热力学系统是指一定空间范围内的物质，它可以与外界进行能量、物质和动量的交换。
热力学系统分为开放系统、闭合系统和孤立系统。
2. 热力学第一定律及其公式表达？答：热力学第一定律是指能量守恒原理，即一定量的能量在各种形式间的转换中，总能量量保持不变。
它的公式表达为： $\Delta U = Q -W$，其中$\Delta U$表示系统内能的变化，$Q$ 表示系统所吸收的热量，$W$表示系统所做的功。
第二章理想气体1. 什么是理想气体？理想气体的特点有哪些？答：理想气体是指在一定温度和压力下，以分子作为粗略模型，遵守物理气体状态方程，没有相互作用力的气体。
理想气体的特点是分子间没有相互作用力，分子大小可忽略不计，分子数很大，分子与容器壁之间的碰撞是完全弹性碰撞。
2. 理想气体状态方程及其公式表达？答：理想气体状态方程是描述理想气体状态的基本方程，公式表达为$pV=nRT$，其中$p$表示压力，$V$表示体积，$n$表示物质的定量，$R$为气体常数，$T$表示气体的绝对温度。
第三章湿空气1. 什么是湿空气？湿空气的组成及其特点？答：湿空气是指空气中含有一定量的水蒸气的气体体系。
湿空气主要由氧气、氮气和水蒸气等气体组成。
湿空气的特点是其含水量随着温度和压力的变化而发生变化，同时湿空气的性质也会随着水蒸气的增加发生改变。
2. 湿空气状态的计算方法？答：湿空气的状态可用气体混合物的状态方程描述，即Dalton分压定律。
同时，根据水蒸气分压度和空气分压度的表格，可以通过查表法来计算湿空气的状态。
第四章热功学性质1. 热功学性质的三种基本类型是什么？答：热功学性质的三种基本类型是热力学势、热容和熵。
2. 熵的基本概念及其计算？答：熵是指物理系统内部不可逆过程的度量。
根据定义，熵的计算公式为$\Delta S = Q/T$，其中$\Delta S$表示熵的变化量，$Q$表示系统吸收的热量，$T$表示系统的温度。
热工基础课后习题参考答案完整版童钧耕,王平阳,苏永康编《热工基础》上海交通大学出版社
解：由题意可知 p1v1 = p2v2 ,= v2 2=v1 2m3
因此有 p=2
p1
v=1 v2
0.2MPa × =1 2
0.1MPa
在可逆定温膨胀过程中，设某一时刻的压力为 p，则有
∫ ∫ w=
v2 pd=v
v1
v2 p1v1 d=v v v1
p1v1
ln
1-3 用斜管压力计测量锅炉烟道气的真空度，管子倾斜角 α= 30° ，压力计使用密度 ρ = 0.8g/cm3 的煤油，斜管中液柱长 l = 200mm ，当地大气压力 pb = 745mmHg 。求烟
气的真空度（ mmHg ）及绝对压力。
2 / 78
解：压力计斜管中煤油产生的压力为
p j = ρ gl sina = 0.8×103 kg / m3 × 9.8× 0.2m × sin30°=784Pa
1-6 气体= 初态为 p1 0= .3MPa, V1 0.2m3 ，若在等压条件下缓慢可逆地膨胀到V2 = 0.8m3 ，
求气体膨胀所做的功。
解：有条件可得气体膨胀所做的功为
∫ ( ) W=
V2 pdV=
V1
p (V2 −V1 )=
0.3MPa × 0.8m3 − 0.2m3 = 180kJ
1-71m3空气， p1 = 0.2MPa ，在可逆定温膨胀后容积为原来的两倍。求：终压p2和气体所
当地大气压为
= pb 745mmHg=745mm ×133.3224Pa/mm=99325.2Pa
则烟气的绝对压力为
p = pb − pj = 99325.2Pa − 784Pa = 98541.2Pa
若压力计斜管中煤油产生的压力用mmH2O表示，则烟气的真空度为
工学热工基础第二版张学学
pVm MRgT
Vm M v
令 R MRg ，则得 pVm RT
R 称为摩尔气体常数。 根据阿佛伽德罗定律，同温、同压下任何
气体的摩尔体积Vm都相等，所以任何气体的摩 尔气体常数R都等于常数，并且与气体所处的 具体状态无关。
R=8.314 J/(mol·K)
6
气体常数Rg 与摩尔气体常数的关系：
10
由比定容热容定义式可得
cV
qV dT
u T
V
比定压热容
cp
qp dT
据热力学第一定律，对微元可逆过程，
q dh vdp
11
焓也是状态参数， h h(T , p)
dh
h T
p
dT
h p
T
dp
对定压过程，dp 0 ,由上两式得
比热容（质量热容） c ，J/(kg·K)。
c q q
dT dt
8
1 mol物质的热容称为摩尔热容 Cm，J/(mol·K)。
Cm M c
因为热量是过程量，所以热容与过程有 关 。如果物体初、终态相同而经历的过程不 同，则吸入或放出的热量就不同，对应的比热 容也就不同。工程中常需要使用的是定压过程 和定容过程的比热容：
pv RgT
又称克拉贝龙方程式 。Rg为气体常数，单位为
J/(kg·K)，其数值取决于气体的种类，与气体状 态无关。 对于质量为m 的理想气体，
pV mRgT
物质的多少还以物质的量（摩尔数）来衡量。 物质的量：n ，单位： mol（摩尔）。 摩尔质量： M ，1 mol物质的质量，kg/mol。
热工基础(第二版)-张学学绪论学科知识
过热蒸汽19乏汽循环水
热机工作过程示意图
吸热Q1 作功W
放热Q2
汽轮机
冷却水
发电机
2.传热学的研究内容与研究方法（ 1） 研究内容传热学以热力学第一 、第二定律为 20基础 ， 研究热量传递的规律 。所谓热量 ， 是指在温差的作用下传递的热能的 数量 。 由于在人们的日常生活和生产实践中温差 几乎无处不在 ， 所以热量传递是普遍存在的物理现象。传热学的应用非常广泛 ， 传热学知识在能源、 电力 、冶金 、动力机械 、石油化工 、低温工程、环境与建筑等工业领域以及在许多高科技领域都发挥着极其重要的作用。7/3/2021
3. 能量的转换与利用能量的利用过程 ， 实质上是能量的传递与转换过程。
热机燃烧
直接利用90%直接利用
食物利用
燃料电池
光合作用
发电机
7/3/2021
14
据统计 ， 目前通过热能形式利用的能源在我国占总能源利用的90％以上 ， 世界其它各国平均也超过85％ 。 由此可见 ， 在能量转换与利用过程 中 ， 热能不仅是最常见的形式 ， 而且具有特殊重 要的作用 。热能的有效利用对于解决我国的能源 问题乃至对人类社会的发展有着重大意义。
热工基础17（热工理论基础）
工程热力学篇传热学篇
0-2 热工基础的研究内容
1.工程热力学的研究内容与研究方法（ 1） 研究内容18工程热力学主要研究热能和机械能 之间相互转换的规律及提高能量转换经济性的途径和技术措施 。（2） 研究方法工程热力学采用经典热力学的宏观 （不涉及微观 ， 整体对待） 研究方法 ， 还普遍采用抽象 、概括 、理想化和简化处理方法。7/3/2021
热工基础答案
1-8解：由于空气压力正比于气球的直径，所以可设cD p =，式中c 为常数，D 为气球的直径，由题中给定的初始条件，可以得到：5000003.015000011====D p D p c 该过程空气对外所作的功为 kJ D D c dD D c D cDd pdV W D D D D V V 36.34)3.04.0(500000081)(8121)61(44414233212121=-⨯⨯=-====⎰⎰⎰ππππ1-11 解：确定为了将气球充到2m 3的体积，贮气罐内原有压力至少应为（此时贮气罐的压力等于气球中的压力，同时等于外界大气压b p ）Pa V V p V V p p 551121121101.822)(2100.92)(2)(⨯=+⨯⨯=+=+= 前两种情况能使气球充到2m 3J V p W b 55101.82100.9Δ⨯=⨯⨯==情况三:3333.309.0215.0m p V p V b =⨯=贮气罐贮气罐气球＋贮气罐＝ 所以气球只能被充到3333.12333.3m V ＝－＝气球的大小，故气体对外作的功为：J W 55101.231.33100.9⨯=⨯⨯=2－4解：状态b 和状态a 之间的内能之差为：kJ W Q U U U a b ab 6040100Δ=-=-=-=所以，a-d-b 过程中工质与外界交换的热量为：kJ W U Q ab b d a 802060Δ=+=+=--工质沿曲线从b 返回初态a 时，工质与外界交换的热量为：kJ W U W U U Q ab b a a b 903060Δ-=--=+-=+-=-根据题中给定的a 点内能值，可知b 点的内能值为60kJ ，所以有:kJ U U U d b ad 204060=-=-=∆由于d-b 过程为定容过程，系统不对外作功，所以d-b 过程与外界交换的热量为：kJ U U U Q db b d b d 20=∆=-=-所以a-d-b 过程系统对外作的功也就是a-d 过程系统对外作的功，故a-d 过程系统与外界交换的热量为：kJ W U W U U Q b d a ad d a a d d a 60)20(40=--=-∆=--=----2-8 解：压缩过程中每千克空气所作的压缩功为：kg kJ u q w /196.5146.550Δ-=--=-=忽略气体进出口宏观动能和势能的变化，则有轴功等于技术功，所以生产每kg 压缩空气所需的轴功为：kg kJ h q w /252100.845)0.10.175(0.8146.550Δ3s -=⨯⨯-⨯---=-=所以带动此压气机所需的功率至少为：kW w P s 426010=⨯-=3-6 解：选取气缸中的空气作为研究的热力学系统，系统的初压为： Pa A G p p b 54511102.939101009.8195101.028⨯=⨯⨯+⨯=+=- 当去掉一部分负载，系统重新达到平衡状态时，其终压为： Pa A G p p b 54522101.959101009.895101.028⨯=⨯⨯+⨯=+=- 过程可看作可逆绝热膨胀过程，所以：331.4/124/k 12112101.34)959.1939.2(101010100)(m p p V V ---⨯=⨯⨯⨯⨯== K p p T T k k 17267.)2.9391.959(300)( 1.4/0.411212=⨯==-所以，活塞的上升距离为： cm A V V L 3.41010010101.34Δ43312=⨯-⨯=-=---3-14 解：设气体的初态参数为111V T p 、、，终态参数为222V T p 、、。
第一章 绪论 热工基础
本章提要及安排本章提要:本章阐明热力学系统（热力系）的定义及其描述，着重介绍热力系的平衡状态的概念，描述平衡状态的基本状态参数比体积、压力和温度，及体现三者相互关系的状态方程式。
定义了热力系的准平衡过程并对热力循环作了初步的介绍．本章要求:1．了解热力系的定义，平衡状态的概念和应满足的平衡条件。
2．掌握基本状参数p、v、T 的定义、计量及不同单位间的换算。
3．了解准平衡过程的定义及提出准平衡过程的意义和作用。
4．对不同的热力循环及其作用建立起初步的概念。
学习建议：本章学习时间建议共4学时：1．热力系及其描述 1学时2．基本状态参数 1学时3．状态方程式，状态参数坐标图 1学时4．热力过程及热力循环1学时1.1 热力系及其描述本节知识点：热力系平衡状态状态参数的特性本节疑问解答：思考题1.1.1思考题1.1.2思考题1.1.3思考题1.1.4思考题1.1.5本节基本概念：热力系外界界面开口系控制容积简单热力系绝热系孤立系可压缩系统简单可压缩系统热源尺度量强度量热力状态参数力学状态参数1.1.1 热力系在对一个现象或—个过程进行分析时为了确定研究的对象，规划出研究的范围，常从若干物体中取出需要研究的部分．这种被取出的部分叫做热力学系统，简称热力系。
热力系以外的物质世界统称为外界（或环境）。
热力系与外界的分界面叫做界面（或边界）。
所谓热力系，即是由界面包围着的作为研究对象的物体的总和。
热力系与外界之间的界面可以是真实的，也可以是假拟的，可以是固定的，也可以是运动的。
在一般情况下，热力系与外界处于相互作用中，彼此可交换能量(如热量及各种形式的功)及物质。
按热力系与外界进行物质交换的情况可将热力系分类为：闭口系(或闭系)——热力系与外界无物质交换，或者说没有物质穿过边界。
此时．热力系内部的质量将保持不变，称为控制质量(C.M.)，故闭口系即是我们所研究的某“控制质量”。
开口系(或开系)——热力系与外界之间有物质交换，或者说有物质穿过边界。
热工基础-01第一章_能源概论
第二节 热工基础的主要内容及研究方法
热工基础与应用是研究热能利用的基本原理和规律，以提 高热能利用经济性为主要目的的一门学科。 一、研究内容
1、基本概念与基本定律。 2、常用工质的热力性质。 3、热力过程和循环的分析研究及计算。 ４、热量传递的三种基本方式及换热器。
二、研究方法 热力学研究方法 1、宏观的研究方法 （宏观方法研究的热力学叫做宏观热力学，也叫做 经典热力学）
教学环节：
主讲、习题、作业、答疑、考试。
山东大学（威海）机械系
山东大学（威海）机械系
热工基础与应用 是讲授热能和机械能相 互转换基本理论和热量传递规律、以提高热能 利用完善程度的一门技术基础课。
希望通过同学们和老师的共同努力，圆满 完成本学期的教学和学习任务。
山东大学（威海）机械系
第一章 能源概论
二次能源 煤气、焦炭、汽油、柴油、液 化气、电力、蒸汽等
沼气、氢能等
山东大学（威海）机械系
• 中国能源结构
山东大学（威海）机械系
• 中国原油需求预测
山东大学（威海）机械系
• 能源储备的比较
中国、美国与世界能源储备的比较（1994）
国家 中国 美国 世界合计 中国人均 美国人均 世界人均
原煤/t 1.145×1011 2.045×1011 1.0439×1012 95 962 209
Wnet Q1
山东大学（威海）机械系
2、制冷装置 冰箱(REFRIGERATOR)
山东大学（威海）机械系
制冷系数 Coefficient of Performance (COP)
Q2
Wnet
山东大学（威海）机械系
空调 (AIR-CONDITION)
热工基础期末总复习重点张学学
热⼯基础期末总复习重点张学学热⼯基础总复习第⼀章1.系统：在⼯程热⼒学中，通常选取⼀定的⼯质或空间作为研究的对象，称之为热⼒系统，简称系统。
2.系统内部各处的宏观性质均匀⼀致、不随时间⽽变化的状态称为平衡状态。
3.状态参数：⽤于描述系统平衡状态的物理量称为状态参数，如温度、压⼒、⽐体积等。
⼯程热⼒学中常⽤的状态参数有压⼒、温度、⽐体积、⽐热⼒学能、⽐焓、⽐熵等，其中可以直接测量的状态参数有压⼒、温度、⽐体积，称为基本状态参数。
4.可逆过程：如果系统完成了某⼀过程之后可以沿原路逆⾏回复到原来的状态，并且不给外界留下任何变化，这样的过程为可逆过程。
准平衡过程：所经历的每⼀个状态都⽆限地接近平衡状态的过程。
可逆过程的条件：准平衡过程＋⽆耗散效应。
5.绝对压⼒p、⼤⽓压⼒p b、表压⼒p e、真空度p v只有绝对压⼒p 才是状态参数第⼆章1.热⼒学能：不涉及化学变化和核反应时的物质分⼦热运动动能和分⼦之间的位能之和（热能）。
热⼒学能符号：U，单位：J 或kJ 。
热⼒系统储存能=宏观动能、宏观位能+热⼒学能储存能：E，单位为J或kJ2.热⼒学第⼀定律实质就是热⼒过程中的能量守恒和转换定律，可表述为：a.在热能与其它形式能的互相转换过程中，能的总量始终不变。
b.不花费能量就可以产⽣功的第⼀类永动机是不可能制造成功的。
c.进⼊系统的能量－离开系统的能量= 系统储存能量的变化3.闭⼝系统：与外界⽆物质交换的系统。
系统的质量始终保持恒定，也称为控制质量系统闭⼝系统的热⼒学第⼀定律表达式对于微元过程对于可逆过程对于单位质量⼯质对于单位质量⼯质的可逆过程4.开⼝系统稳定流动实现条件1）系统和外界交换的能量（功量和热量）与质量不随时间⽽变；2）进、出⼝截⾯的状态参数不随时间⽽变。
开⼝系统的稳定流动能量⽅程对于单位质量⼯质：对于微元过程5.技术功：在⼯程热⼒学中，将⼯程技术上可以直接利⽤的动能差、位能差及轴功三项之和称为技术功，⽤W t 表⽰对于单位质量⼯质6.节流：流体在管道内流动，遇到突然变窄的断⾯，由于存在阻⼒使流体的压⼒降低的现象称为节流。
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《热工基础》（张学学主编）第一章-第三章参考答案第一章思考题1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。
而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。
可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。
热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。
2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。
若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。
3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。
4.准平衡过程与可逆过程有何区别？答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。
准平衡过程只注重的是系统内部而可逆过程是内外兼顾！5.不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？答：不正确。
不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。
引起其他变化时是可以回到初态的！6.没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。
而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。
大气压力改变，热水能量散失，导致内部压力改变，压力平衡打破7.用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？答：严格说来，是有影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。
习题1-1解：pb755133.31051.006bar100.6kPa1.ppbpg100.61360013700.6kPa2.pgppb2.51.0061.494bar149.4kPa3. ppbpv75570055mmHg7.3315kPa4.pvpbp1.0060.50.506bar50.6kPa 1-2图1-8表示常用的斜管式微压计的工作原理。
由于有引风机的抽吸，锅炉设备的烟道中的压力将略低于大气压力。
如果微压机的斜管倾斜角30，管内水解：根据微压计原理，烟道中的压力应等于环境压力和水柱压力之差p水柱＝ghin10009.82001030.5980Pa7.35mmHgppbp水柱7567.35748.65mmHg1-3解：p1pbpa0.971.102.07barp2p1pb2.071.050.32barpCpbp20.970.320.65bar1－4解：p真空室＝pbp汞柱＝760－745＝15mmHg＝2kPap1p真空室pa2360362kPap2p1pb362170192kPapcpbp真空室1922190kPaF(pbp真空室)A745133.31-4解：1π0.45215.8kN4ppbp水柱＋p汞柱＝760＋3009.81/133.3＋800＝1582mmHg2.11bar21-5解：由于压缩过程是定压的，所以有WpdVp(V1V2)0.5106(0.80.4)200KJV1V21-6解：改过程系统对外作的功为WpdV0.30.50.5p1V11.3V1.30.3p1V11.30.3dV(V2V10.3)85.25kJ0.31-7解：由于空气压力正比于气球的直径，所以可设pcD，式中c为常数，D为气球的直径，由题中给定的初始条件，可以得到：c该过程空气对外所作的功为pp1150000500000DD10.3WpdVV1V2D2D1D211134cDd(D)cD3dDc(D2D14)D162 815000000(0.440.34)34.36kJ81-8解：（1）气体所作的功为：W(0.24V0.04)106dV1.76104J0.10.3（2）摩擦力所消耗的功为：W摩擦力＝fΔL1000(0.30.1)1000J0.2所以减去摩擦力消耗的功后活塞所作的功为：W活塞＝WW摩擦力＝1.66104J1-9解：由于假设气球的初始体积为零，则气球在充气过程中，内外压力始终保持相等，恒等于大气压力0.09MPa，所以气体对外所作的功为：WpV0.0910621.8105J1-11解：确定为了将气球充到2m3的体积，贮气罐内原有压力至少应为（此时贮气罐的压力等于气球中的压力，同时等于外界大气压pb）p2(V12)p2(V12)0.9105(22)p11.8105PaV1V12前两种情况能使气球充到2m3WpbΔV0.910521.8105J情况三:3V气球＋贮气罐＝p贮气罐V贮气罐0.1523.333m3pb0.09所以气球只能被充到V气球＝3.333－2＝1.333m3的大小，故气体对外作的功为：W0.91051.3331.2105J第二章思考题绝热刚性容器，中间用隔板分为两部分，左边盛有空气，右边为真空，抽掉隔板，空气将充满整个容器。
问：⑴空气的热力学能如何变化？⑵空气是否作出了功？⑶能否在坐标图上表示此过程？为什么？答：（1）空气向真空的绝热自由膨胀过程的热力学能不变。
（2）空气对外不做功。
（3）不能在坐标图上表示此过程，因为不是准静态过程。
根据q=u+w分析2.下列说法是否正确？⑴气体膨胀时一定对外作功。
错，比如气体向真空中的绝热自由膨胀，对外不作功。
⑵气体被压缩时一定消耗外功。
对，因为根据热力学第二定律，气体是不可能自压缩的，要想压缩体积，必须借助于外功。
⑶气体膨胀时必须对其加热。
错，比如气体向真空中的绝热自由膨胀，不用对其加热。
⑷气体边膨胀边放热是可能的。
对，比如多变过程，当n大于k时，可以实现边膨胀边放热。
⑸气体边被压缩边吸入热量是不可能的。
错，比如多变过程，当n大于k时，可以实现边压缩边吸热。
⑹对工质加热，其温度反而降低，这种情况不可能。
错，比如多变过程，当n大于1，小于k时，可实现对工质加热，其温度反而降低。
4.“任何没有体积变化的过程就一定不对外作功”的说法是否正确？4答：不正确，因为外功的含义很广，比如电磁功、表面张力功等等，如果只考虑体积功的话，那么没有体积变化的过程就一定不对外作功。
5.试比较图2-6所示的过程1-2与过程1-a-2中下列各量的大小：⑴W12与W1a2；(2)U12与U1a2；(3)Q12与Q1a2答：（1）W1a2大。
(2)一样大。
（3）Q1a2大。
图2-6思考题4附图6.说明下列各式的应用条件：⑴quw闭口系的一切过程⑵qupdv闭口系统的准静态过程⑶qu(p2v2p1v1)开口系统的稳定流动过程，并且轴功为零⑷qup(v2v1)开口系统的稳定定压流动过程，并且轴功为零；或者闭口系统的定压过程。
系？答：膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功；轴功是指工质流经热力设备（开口系统）时，热力设备与外界交换的机械功，由于这个机械工通常是通过转动的轴输入、输出，所以工程上习惯成为轴功；而技术功不仅包括轴功，还包括工质在流动过程中机械能（宏观动能和势能）的变化；流动功又称为推进功，1kg工质的流动功等于其压力和比容的乘积，它是工质在流动中向前方传递的功，只有在工质的流动过程中才出现。
对于有工质组成的简单可压缩系统，工质在稳定流动过程中所作的膨胀功包括三部分，一部分消耗于维持工质进出开口系统时的流动功的代数和，一部分用于增加工质的宏观动能和势能，最后一部分是作为热力设备的轴功。
对于稳定流动，工质的技术功等于膨胀功与流动功差值的代数和。
如果工质进、出热力设备的宏观动能和势能变化很小，可忽略不计，则技术功等于轴功。
5习题2-12-22-3解：WQΔU508030kJ，所以是压缩过程解：W膨Q吸W压Q放200065012001450kJ解：ΔUQ210336007.2106J/h2－4解：状态b和状态a之间的内能之差为：ΔUabUbUaQW1004060kJ所以，a-d-b过程中工质与外界交换的热量为：QadbΔUabW602080kJ工质沿曲线从b返回初态a时，工质与外界交换的热量为：QbaUaUbWΔUabW603090kJ根据题中给定的a点内能值，可知b点的内能值为60kJ，所以有:UadUbUd604020kJ由于d-b过程为定容过程，系统不对外作功，所以d-b过程与外界交换的热量为：QdbUdUbUdb20kJ所以a-d-b过程系统对外作的功也就是a-d过程系统对外作的功，故a-d过程系统与外界交换的热量为：QadUdUaWadUadWadb40(20)60kJ2－52-5解：由于汽化过程是定温、定压过程，系统焓的变化就等于系统从外界吸收的热量，即汽化潜热，所以有：Δhq2257kJ/kg6内能的变化为：Δuh(pv)hp(v2v1)22571.0110(0.0011.674)2088kJ/kg2-6解：选取气缸中的空气作为研究的热力学系统，系统的初压为：2p1pbG11959.81.0281052.939105Pa4A10010当去掉一部分负载，系统重新达到平衡状态时，其终压为：p2pbG2959.81.0281051.959105Pa4A10010由于气体通过气缸壁可与外界充分换热，所以系统的初温和终温相等，都等于环境温度即：T1T2T0根据理想气体的状态方程可得到系统的终态体积，为：p1V12.93910510010410102V21.526103m35p21.95910所以活塞上升的距离为：V2V11.52610310010106ΔL0.0526m5.26cm4A10010由于理想气体的内能是温度的函数，而系统初温和终温相同，故此过程中系统的内能变化为零，同时此过程可看作定压膨胀过程，所以气体与外界交换的热量为：QWp2AΔL1.9591051001040.0526103.04J2-8解：压缩过程中每千克空气所作的压缩功为：wqΔu50146.5196.5kJ/kg忽略气体进出口宏观动能和势能的变化，则有轴功等于技术功，所以生产每kg压缩空气所需的轴功为：wqΔh50146.5(0.80.1750.10.845)103252kJ/kg定义式h=u+pv所以带动此压气机所需的功率至少为：7Pw1042kW602-9解：是否要用外加取暖设备，要看室内热源产生的热量是否大于通过墙壁和门窗传给外界的热量，室内热源每小时产生的热量为：q热源＝(50000＋50100)3600＝1.98105kJ小于通过墙壁和门窗传给外界的热量为3105kJ，所以必须外加取暖设备，供热量为：Q31051.981051.02105kJ/h2-10解：取容器内的气体作为研究的热力学系统，根据系统的状态方程可得到系统终态体p111.2111.2积为：V2V1()1()1.78m3p20.5过程中系统对外所作的功为：！！！W87.11pdV87.112.10.2p1VV10.2)2.1(V21dVp1V1544.6kJ2.1V0.2所以过程中系统和外界交换的热量为：QΔUW40544.6504.6kJ为吸热。