工程熱力學經典例題 第一章 secret

2022-03-09 18:14:30 字數 1902 閱讀 5100

例題1-1 某容器被一剛性壁分成兩部分,在容器的不同部位安裝有壓力計,如圖1—2所示,設大氣壓力為97

(1) 壓力表b,表c的讀數分別為75,0.11,試確定壓力表a上的讀數,

及容器兩部分內氣體的絕對壓力。

(2) 若表c為真空計,讀數為24,壓力表b的讀數為36,試問表a是什麼

表?讀數是多少?

解(1)因

由上式得

則(3) b為壓力表知,;又由表c為真空計知,

所以,表a一定是真空計。於是則討論

(1) 注意的是,不管用什麼壓力計,測得的都是工質的絕對壓力和環境以之間的

相對值,而不是工質的真實壓力。

(2) 這個環境壓力是指測壓計所處的空間壓力,可以是大氣壓力,如題目中的表

a,表c。也可以是所在環境的空間壓力,如題目中的表b,其環境壓力為。

例題 1-2  定義一種新的線性溫度標尺——牛頓溫標(單位為牛頓度,符號為),水的冰點和汽點分別是100和200。

(1)試匯出牛頓溫標與熱力學溫度的關係式。

(2)熱力學溫度為0k時,牛頓溫度是多少?

解(1)若任意溫度在牛頓溫標上的讀數為,而在熱力學溫標上的讀數為,則

(3) 當=0時,由上面所得的關係式有

例題 1-3 有人定義溫度作為某熱力學性質的對數函式關係,即

已知時, =6; =36試求當和時的值為多少?

解先確定函式關係式中的和。由已知條件

解後得則

當時,其相應的值為

當時,同理可解得=30。

例題 1-4 鉑金絲的電阻在冰點時為10.000,在水的沸點時為14.247,在硫的沸點(446)時為27.887。試求出溫度和電阻的關係式中的常數a,b的數值。

解由已知條件可得

聯立求解以上3式可得

10故溫度和電阻之間的關係式為

討論例題1-2~1-4是建立溫標過程中常遇到的一些實際問題。例題1-2是不同溫標之間如何換算型的問題;例題1-3是在建立溫標時,當測溫性質已定,如何進行分度、刻度型的問題;例題1-4是當用熱電偶或鉑電阻來測量溫度時,如何進行電勢與溫度或電阻與溫度之間的關係式標定型的問題。

例題1-5 判斷下列過程中哪些是①可逆的;②不可逆的;③可以是可逆的,並扼要說明不可逆的原因。

(1) 對剛性容器內的水加熱,使其在恆溫下蒸發。

(2) 對剛性容器內的水做功,使其在恆溫下蒸發。

(3) 對剛性容器內的空氣緩慢加熱,使其從50公升溫到100。

解(1) 可以是可逆過程,也可以是不可逆過程,取決於熱源溫度與水溫是否相等。

若兩者不等,則存在外部的傳熱不可逆因素,便是不可逆過程。

(2) 對剛性容器的水做功,只可能是不可逆的,伴有摩擦擾動,因而有內不可逆因

素,是不可逆過程。

(3) 可以是可逆的,也可以是不可逆的,取決於熱源溫度與空氣溫度是否隨時相等

或隨時保持無限小的溫差。

例題1-6 一汽缸活塞裝置內的氣體由初態=0.3, =緩慢膨脹到=,若過程中壓力和體積間的關係為=常數,試分別求出:(1)1.5;(2)1.0;(3)0時的膨脹功。

解選氣缸內的氣體為熱力系

(1) 由得

則(2) 式(1)除1.0外,對所有都是適用的。當1.0時,即=

則(3) 對0時,即=,則

在圖上,表示3個不同的過程,如圖1-3所示,不同的過程分別為,,。相應的膨脹功大小可分別用面積,及來表示。

例題1-7 把壓力為700,溫度為5的空氣裝於0.5的容器中,加熱容器中的空氣溫度公升至115。在這個過程中,空氣由一小洞漏出,使壓力保持在700,試求熱傳遞量。

解例題1-8 一蒸汽動力廠,鍋爐的蒸汽產量,輸出功率,全廠耗煤,煤的發熱量為。蒸汽在鍋爐中的吸熱量。求:

(1) 該動力廠的熱效率;

(2) 鍋爐的效率(蒸汽總吸熱量/煤的總發熱量)。

解 (1)煤的總發熱量為

則(2) 汽總發熱量

工程熱力學經典例題第一章

例題 某容器被一剛性壁分成兩部分,在容器的不同部位安裝有壓力計,如圖1 2所示,設大氣壓力為97 1 壓力表b,表c的讀數分別為75,0.11,試確定壓力表a上的讀數,及容器兩部分內氣體的絕對壓力。2 若表c為真空計,讀數為24,壓力表b的讀數為36,試問表a是什麼 表?讀數是多少?解 因 由上式得...

2023年 雪慕冰 工程熱力學第一章經典例題

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第一章熱力學第一定律

一 單選題 1 如圖,在絕熱盛水容器中,浸入電阻絲,通電一段時間,通電後水及電阻絲的溫度均略有公升高,今以電阻絲為體系有 a.w 0,q 0,u 0 b.w 0,q 0,u 0 c.w 0,q 0,u 0 d.w 0,q 0,u 0 2 如圖,用隔板將剛性絕熱壁容器分成兩半,兩邊充入壓力不等的空氣 ...