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1、工程热力学答案第一章基本概念1-1英制系统中采用华氏温标，它规定在标准大气压(101 325 Pa )卜纯水的冰点是32 F,汽点是2127,试推导华氏温度与摄氏温度的换算关系。解./.F-32 Q,c-0：212-32 - 100-018092 gy+32=W+32 1 Uv31-2英制系统中朗肯温度与华氏温度的关系为T义=r.F+459.67.已知热力学绝时温标及朗肯温标在纯水冰点的读数分别是273.15K和491.67OR ：汽点的读数分别是373.15K和671.67R (1)导出朗肯温度和开尔文温度的关系式：(2)开尔文温标上绝时零度在朗肯温标上是多少度？解： 若任意温度T在朗肯温标
2、上读数为T(OR)在热力学绝对温标上读数为T(K),raI671.67-491.67 T(0R) -491.67则=373 15-273 15 I(K)-273.15解得 D.r=L87k(2)据上述关系7卜=0时，T.r=01-3设新温标，用符号。N表示温度单位（它的绝对温标是用。Q表示温度单位）。规定纯水的冰点和汽点100N和lOOCTN.试求：（1）该新温标与摄氏温标的关系：（2）若该温标的绝对零度与热力学温标零度相同,则该温标读数为（PN时,其绝对温标 读数是多少。Q?解：（1）1000-100100-0r.N=9r%、Pi = Pa 4 =7； = G = 323.15 Kx2 =
3、646.3 KV1 V2% =%W 一看)= 0.718 kJ/(kg - K) x (1 473.15 - 323.15) K = 825.7 kJ/kgQi=q3T+央-1=%(4n)+cp(n4)= 0.718 kJ/(kg -K)x(l 1163-646.3) K +1.004 kJ/(kg - K)x (6463 - 323.15) K = 662.0 kJ/kg%=1 一 = 1 662,。5kg =以8% %825.7 kJ/kg9-12如图9-6所示，在定容加热理想循环中，如果绝热膨胀不在点4停止，而使其继续图 9-6 题 9-12p-v 图进行一直进行到点5,使2=/。试在T
4、-s图上表示循环 1-2-3-5-1、并根据T-s图上这两个循环的图形比较它们 的热效率哪一个较高。设1、2、3各点上的参数与题9-1所点给出的相同，求 循环1-2-3-5-1的热效率。图 9-7 题 9-12T-S 图解：该循环的T s图如图9-7。根据T S图口J见，循环1-2-3 5-1和1-2-3 4 1吸收同样多的热量(吸热线2-3相同)，而前者循环功较大，故tl234l %2341 按题意：1、2、3各点参数与题9T相同：px = 100 kPa 7； = 308 K、匕 = 0.8844 m3/kg：外=2 512 kPa . 7； = 774.05K、为=匕=0.08844m3
5、/kg ：P科n -11-B某种理想气体在其状态变化过程中服从p/ =常数的规律,其中是定值.p是东力:1;上体枳。试据w = f p&导出气程中做功为的/ 尸尸二 f2dv PM / -z -z、n -n*l w -w*lPF】匕一鼻匕匕一生匕n-1n-1证毕。1-14测得某汽油机气缸内燃气的压力与容枳对应值如卜表所示，求燃气在该膨胀过程中所作的功.p/MPa1.6551.0690.7240.5000.39603170.2450.1930.103V /cm114.71163.87245.81327.74409 68491.61573.55655.48704.64解：犷= J；pdP三小= (
6、1.655.L069)MPax(63 87,114 71)mi +(1.069+ ；724)MPa，(245.81-163.87)m5 + ( 724000)MPa x(377.74- 245.81)m5 +一(0.500,0396)MPax(409 68_327 74)m3 十(0.396 +。,317)MPa ,(491.61-4O9.6)m3 +( 317 + 0 245) x (573 55.491.60m3 +(0.245 + 0.193)MPa心一c 八 3 (0.193 + 0.103)MPa“655.48-573.55泡+;x (704.64 - 655.48)m3 =304刀
7、5-34空气稳定流经绝热气轮机，由px = 0.4 MPa、石=450 K、cn = 30 m/s、膨胀到=0.1 MPa、4二330 K、cf2=13O Ws，这时环境参数p。=0.1 MPa、7； =293 K，设空气的4=0.287 5(11=148.48kJ/kg + L(30ni/s)2 xl0-3= 148.48kJ4cg + 0.45kJ/kg=148.93kJ/kg出口处工顺的比物流=2.165kJ/kg + -(130m/s)2 x 10-3 = 2.165kJ/kg + 8.45kJ/kg2= 10.62kJkg(2)除环境外无其他热源时的最大有用功wi-2 m = -% = Gi -= 148.93kJ/kg - 10.62kJ/lg = 138.31kJ kg