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1、工程热力学与传热学,工程热力学 第三章 理想气体的性质和热力过程 习 题,启动柴油机用的空气瓶, 体积V=0.3m3, 装有p1=8MPa，Tl=303K 的压缩空气。 启动后, 瓶中空气压力降低为p2=4.6MPa, 这时T2=303K。 求用去空气的量 (mol) 及相当的质量 (kg)。,2. 某活塞式压气机向容积为9.5m3的储气箱中 充入空气。压气机每分钟从压力为p0=750mmHg, 温度为t0=15的大气中吸入0.2m3的空气。 若充气前储气箱压力表读数为0.5 bar, 温度为t1=17。 问经过多少分钟后压气机才能使储气箱内气体的 压力提高到p2=7bar，温度升为t2=50
2、。,3. 某电厂有三台锅炉合用一个烟囱，每台锅炉 每秒产生烟气73m3（已折算成标准状态下的 体积），烟囱出口处的烟气温度为100， 压力近似为101.33 kPa，烟气流速为30m/s。 求烟囱的出口直径。,4. 一绝热刚性气缸, 被一导热的无摩擦活塞分成两部分。 最初活塞被固定在某一位置上, 气缸的一侧储有压力为 0.2MPa，温度为300K的0.01m3的空气，另一侧储有 同容积，同温度的空气，其压力为0.1MPa。去除销钉, 放松活塞任其自由移动, 最后两侧达到平衡。设空气的 比热容为定值。试计算 （1）平衡时的温度为多少？ （2）平衡时的压力为多少？ （3）两侧空气的熵变值及 整个气
3、体的熵变值为多少？,5. 在一个承受一定重量的活塞下有27的空气 0.4kg，占据容积0.25m3。试问 （1）当加入25kJ热量后,其温度上升到多少? 并作了多少功? （2）若活塞到达最后位置后予以固定，此后 再继续加入25kJ热量, 则其压力上至多少?,6. 空气以qm=0.012kg/s的流量流过散热良好的 压缩机，入口参数P1=0.102MPa，T1=305K， 可逆压缩到出口压力P2=0.51MPa，然后进入 储气罐。求1kg空气的焓变量h和熵变量s， 以及压缩机消耗的功率P和每小时的散热量qQ。 （1）设空气按定温压缩； （2）设空气按可逆绝热压缩； （3）设空气按n=1.28的多
4、变过程压缩。 比热容取定值。,7. 1kg 空气在多变过程中吸取 41.87kJ的热量时, 将使其容积增大10倍, 压力降低 8 倍。求： （1）过程中空气的热力学能变化量； （2）空气对外所作的膨胀功及技术功。 设空气 cv=0.716kJ/(kgK)，k=1.4 。,8. 在一具有可移动活塞的封闭气缸中, 储有温度 t1=45, 表压力为pgl=10KPa 的氧气0.3m3。 在定压下对氧气加热, 加热量为40kJ；再经过 多变过程膨胀到初温45, 压力为18KPa。 设环境大气压力为0.1MPa, 氧气比热容为定值。 求：（1）两过程的焓变量及所作的功； （2）多变膨胀过程中气体与外界交换的热量。,9. 有一汽缸和活塞组成的系统，汽缸壁和活塞均由绝热 材料制成，活塞可在汽缸中无摩擦地自由移动。初始时 活塞位于汽缸中间，A,B两侧各有1kg空气, 压力均为 0.45MPa，温度同为900K。现对A侧冷却水管通水冷 却，A侧压力逐渐降低。求： （1）压力降低到0.3MPa时， A，B两侧的体积是多少？ （2）冷却水从系统带走的热量是多少？ （3）整个气体组成的系统熵变是多少？ （4）在p-v 图、T-s 图上大致表示两侧气体进行的过程。 设定值比热容计算。且k=1.4, cv=0.717 k/(kgK) 。,