热工基础第2章作业答案

第2章作业答案2.1解：一闭口系从状态1沿1-2-3途径到状态3，传递给外界的热量为47.5kJ，而系统对外作功为30kJ，如图所示。(1)若沿1-4-3途径变化时，系统对外作功15kJ，求过程中系统与外界的传热量；(2)若系统从状态3沿图示曲线途径到达状态1，外界对系统作功6kJ，求该过程中系统与外界传递的热量。解：（1）闭中系统能量方程WEQ沿1-2-3途径到状态3，则KJQ5.47，KJW30则，KJWQE5.77305.47沿1-4-3途径变化，KJW15，而E与1-2-3途径方向相同，则KJE5.77KJWEQ5.62155.77(2)系统从状态3沿图示曲线途径到达状态1，KJW6，而E与1-2-3途径方向相反，则KJE5.77KJWEQ5.7165.772.12某气缸内充以空气，气缸截面积A=100cm2，活塞距地面高度H=10cm，活塞及其上重物的总质量G1=195kg，当地的大气压力pb=102kPa，环境温度t0=27℃，当气缸内的气体与外界处于热平衡时，把活塞重物拿去100kg，活塞将会突然上升，最后重新达到热力平衡。假定活塞和气缸壁之间无摩擦，气体可以通过汽缸壁与外界充分换热，空气视为理想气体，其状态方程为PV=mRT(R是气体常数)，试求活塞上升的距离和气体的换热量。解：由于活塞和气缸壁之间无摩擦，汽缸壁与外界充分换热，则重新达到热力平衡时，系统内外压力和温度相等。(1)确定空气的初始状态参数PaAGppb5451110931.2101008.91951002.1332411001010100mALV热力平衡时，系统内外压力和温度相等，故取气体初温等于环境温度，即KT300272731(2)确定拿去重物后，空气的终止状态参数PaAGppb5452210951.1101008.9951002.1KT300272732由理想气体状态方程和初终态温度相等坷得：333211210502.1951.1931.210mppVV则活塞上升距离：cmmAVVL02.50502.010100101502.1134312由闭口系能量方程WUQ由于21TT，则0U(理想气体的热力学仅取决于温度)，JLApWQ999.970502.01010010951.14522.14某蒸汽动力厂的锅炉以的质量流量向汽轮机供蒸汽，汽轮机进口处的表压力为，比焓为；出口处真空表的读数为，比焓为；汽轮机向环境的散热量为，当地大气压力为。求：①进出口蒸汽的绝对压力；②不计进出口动、位能差时汽轮机的功率；③若进出口蒸汽的速度差为时对汽轮机的功率影响有多大？④若汽轮机进出口的高度差为时，对汽轮机的功率影响又有多大？解：（1）进口蒸汽的绝对压力：PammHgpb510013.13.133760760MPaPapppbg0013.9100013.910013.1109.8656＝进出口蒸汽的绝对压力：Papppvb39193.1336.730760＝出（2）将汽缸轮机取为稳流系swzgchq221＝2c＝0；z＝0,则swhq＝转换成单位时间的能量方程PHHQ12＝hKJQ/108.65＝hKJhqHm/10992.8224810407311hKJhqHm/103764.1344110408322KWhKJHHQP7.13066/1039.470512＝（3）选取整个汽轮机为稳流系，则swzgchq221＝其中c＝70m/s；z＝0,则221chqwsKWqcPPm222.27212%208.0PPP(4)选取整个汽轮机为稳流系，则swzgchq221＝其中c＝0；z＝1.6,则221chqwsKWzqgPPm1742.00PPP