工程热力学(第五版)课后习题答案(全).pdf

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1、工程热力学(第五版)习题答案工程热力学（第五版）廉乐明谭羽非等编第二章气体的热力性质NNNp0.1MPa2-2.已知2的M＝28，求（1）2的气体常数；（2）标准状态下2的比容和密度；（3），t500℃时的摩尔容积Mv。N解：（1）2的气体常数R83140RM28＝296.9J/(kgK)N（2）标准状态下2的比容和密度RT296.9273v3p101325m/kg＝0.813vkg/m＝1.25（3）p0.1MPa，t500℃时的摩尔容积MvRT0p3Mv＝＝64.27m/kmol

2、p30p0.32-3．把CO2压送到容积3m3的储气罐里，起始表压力g1kPa，终了表压力g2Mpa，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。试求被压入的CO2的质量。当地大气压B＝101.325kPa。解：热力系：储气罐。应用理想气体状态方程。压送前储气罐中CO2的质量p1v1m1RT1压送后储气罐中CO2的质量p2v2m2RT2根据题意容积体积不变；R＝188.9p1pBg1（1）p2pBg2（2）T1t1273（3）T2t2273（4）压入的CO2的质量vp2p1mm1m2

3、()RT2T1（5）将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300m3的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到99.3kPa，而鼓风机每小时的送风量仍为300m3，问鼓风机送风量的质量改变多少？解：同上题vp2p130099.3101.325mm1m2()()1000RT2T1287300273＝41.97kg2-6空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为0.1MPa的空气3m3，充入容积8.5m3的储气罐内。设

4、开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力提高到0.7MPa？设充气过程中气罐内温度不变。解：热力系：储气罐。使用理想气体状态方程。第一种解法：首先求终态时需要充入的空气质量5p2v27108.5m2RT2287288kg压缩机每分钟充入空气量5pv1103mRT287288kg所需时间m2tm19.83min第二种解法将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为0.1MPa一定量的空气压缩为0.7MPa的空气；或者说0.7MPa、8.5m3的空

5、气在0.1MPa下占体积为多少的问题。根据等温状态方程pvconst0.7MPa、8.5m3的空气在0.1MPa下占体积为p2V20.78.5V159.5P10.1m3压缩机每分钟可以压缩0.1MPa的空气3m3，则要压缩59.5m3的空气需要的时间59.5319.83min2－8在一直径为400mm的活塞上置有质量为3000kg的物体，气缸中空气的温度为18℃，质量为2.12kg。加热后其容积增大为原来的两倍。大气压力B＝101kPa，问：（1）气缸中空气的终温是多少？（2）终态的比容是多

6、少？（3）初态和终态的密度各是多少？解：热力系：气缸和活塞构成的区间。使用理想气体状态方程。（1）空气终态温度V2T2T1V1582K（2）空气的初容积p=3000×9.8/(πr2)+101000=335.7kPamRT1V1p0.527m3空气的终态比容V22V1v2mm＝0.5m3/kg或者RT2v2p0.5m3/kg（3）初态密度m2.121V10.527＝4kg/m312v22kg/m32-9解：（1）氮气质量6pv13.7100.05mRT296.8300＝

7、7.69kg（2）熔化温度6pv16.5100.05TmR7.69296.8＝361K2－14如果忽略空气中的稀有气体，则可以认为其质量成分为go223.2%，gN276.8%。试求空气的折合分子量、气体常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度。解：折合分子量11Mg0.2320.768iM3228i＝28.86气体常数R83140RM28.86＝288J/(kgK)容积成分rgM/Moo2o22＝20.9％rN21－20.9％＝79.1％标准状态下的比容和密度M28.86

8、22.422.4＝1.288kg/m31v＝0.776m3/kg2-15已知天然气的容积成分rCH497%，rC2H60.6%，rC3H80.18%，rC4H100.18%，r0.2%r1.83%CO2，N2。试求：天然气在标准状态下的密度；各组成气体在标准状态下的分压力。解：（1）密度MriMi(97160.6300.18440.18580.2441.8328)/