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工程热力学〔第五版〕工程热力学(第五版)习题答案工程热力学〔第五版〕廉乐明谭羽非等编中国建筑工业出版社第二章气体的热力性质2-2.N2的M＝28，求〔1〕〔2〕标准状态下N2的比容和密度；〔3〕p?0.1MPa，N2的气体常数；t?500℃时的摩尔容积Mv。
解：〔1〕N2的气体常数R?R08314?＝296.9J/(kg?K) M28〔2〕标准状态下N2的比容和密度v?RT296.9?2733?＝0.8m/kg p1*******＝1.25kg/m v??〔3〕p?0.1MPa，t?500℃时的摩尔容积MvMv ＝2-3．把CO2压送到容积3m的储气罐里，起始表压力3pg1?30kPa，终了表压力pg2?0.3Mpa，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＝101.325 kPa。
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m1?p1v1 RT11压送后储气罐中CO2的质量m2?p2v2 RT2根据题意容积体积不变；R＝188.9p1?pg1?B p2?pg2?BT1?t1?273 T2?t2?273压入的CO2的质量〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕m?m1?m2?m=12.02kgvp2p1(?) RT2T1〔5〕将〔1〕、(2)、(3)、(4)代入〔5〕式得2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m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300 m，问鼓风机送风量的质量改变多少？解：同上题33m?m1?m2?32-6 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3 m，充入容积8.5 m的储气罐内。
设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。
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 中国建筑工业出版社第二章 气体的热力性质2-2.已知2N 的M ＝28，求（1）2N 的气体常数；（2）标准状态下2N 的比容和密度；（3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv 。
解：（1）2N 的气体常数2883140==M R R ＝296.9)/(K kg J ∙（2）标准状态下2N 的比容和密度1013252739.296⨯==p RT v ＝0.8kg m /3 v 1=ρ＝1.253/m kg（3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积MvMv ＝pT R 0＝64.27kmol m /3 2-3．把CO2压送到容积3m3的储气罐里，起始表压力301=g p kPa ，终了表压力3.02=g p Mpa ，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 ＝101.325 kPa 。
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 压送后储气罐中CO2的质量 根据题意容积体积不变；R ＝188.9Bp p g +=11 （1） Bp p g +=22（2） 27311+=t T（3） 27322+=t T（4）压入的CO2的质量)1122(21T p T p R v m m m -=-=（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300 m3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300 m3，问鼓风机送风量的质量改变多少？ 解：同上题1000)273325.1013003.99(287300)1122(21⨯-=-=-=T p T p R v m m m ＝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3 m3，充入容积8.5 m3的储气罐内。
工程热力学习题集(含答案)第五版的很全的1.基本概念热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。
边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。
外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。
闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。
开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。
绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。
孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。
单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。
单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。
热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。
平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。
状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。
基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。
温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。
相对压力：相对于大气环境所测得的压力。
第一章：基本概念系统：将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔出来的研究对象成为热力系统，简称系统。
边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界，其作用是确定研究对象，将系统与外界分隔开来。
外界：边界意外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。
系统与外界之间的作用通常有三种形式：功交换、热交换和物质交换。
闭口系统：没有物质穿过边界的系统，有时又称为控制质量系统。
闭口系统的质量保持恒定，取系统时应把所研究的物质都包括在边界内。
开口系统：有物质流穿过边界的系统。
取系统时只需把说要研究的空间范围用边界与外界分隔开来，故又称开口系统为控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。
需要强调的是，即使热空气流出量与冷空气流入量相等，系统质量变化为零，仍为开口系统。
绝热系统：系统与外界之间没有热量传递的系统，称为绝热系统。
孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换的系统。
状态与状态参数：系统与外界之间能够进行能量交换（传热或做功）的根本原因，在于两者之间的热力状态存在差异。
热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，简称状态。
热力状态反映着工质打两份制热运动的平均特性。
状态参数一旦确定，工质的状态也就确定，状态参数发生变化，工质所处的状态也发生变化，因此状态参数是热力系统状态的单值性函数，工质状态变化时，初、终状态参数的变化值，仅于初、终状态有关，而与状态变化的途径无关。
第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。
温度：是描述热力平衡系统冷热状况的物理量。
是标志物质内部大量分子热运动的强烈程度的物理量。
绝对压力不能直接测得，而只能测出气体的绝对压力与当地大气压力的差值，这种压力成为相对压力。
只有绝对压力才是状态参数。
如组成热力系统各部分之间没有热量传递，系统就处于热平衡；各部分之间没有相对位移，系统就处于力平衡，同时具备热和力平衡的系统就处于热力平衡状态。
对热力系统而言，准静态过程和可逆过程都是由一系列平衡状态所组成，在P-V图上都能用连续曲线来表示；但两者又有一定的区别，可逆过程要求系统与外界随时保持力平衡和热平衡，并且不存在任何耗散效应，在过程中没有任何能量的不可逆损失，而准静态过程的条件仅限于系统内部的力平衡和热平衡。
工程热力学大总结第五版IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】第一章基本概念1.基本概念热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。
边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。
外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。
闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。
开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。
绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。
孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。
单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。
单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。
热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。
平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。
状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。
基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。
温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。
相对压力：相对于大气环境所测得的压力。
如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对压力。
比容：单位质量工质所具有的容积，称为工质的比容。
密度：单位容积的工质所具有的质量，称为工质的密度。
强度性参数：系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少无关，没有可加性，如温度、压力等。
在热力过程中，强度性参数起着推动力作用，称为广义力或势。
广延性参数：整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和，如系统的容积、内能、焓、熵等。
在热力过程中，广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用，称为广义位移。
准静态过程：过程进行得非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态，整个过程可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成，并称之为准静态过程。
可逆过程：当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态，这样的过程称为可逆过程。
膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或缩小）而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功，也称容积功。
热量：通过热力系边界所传递的除功之外的能量。
热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后又回复到初始状态的全部过程称为热力循环，简称循环。
2.常用公式状态参数:状态参数是状态的函数，对应一定的状态，状态参数都有唯一确定的数值，工质在热力过程中发生状态变化时，由初状态经过不同路径，最后到达终点，其参数的变化值，仅与初、终状态有关，而与状态变化的途径无关。
温 度 ：1．BT w m 22式中 22w m —分子平移运动的动能，其中m 是一个分子的质量，w 是分子平移运动的均方根速度；B —比例常数； T —气体的热力学温度。
2．t T +=273压 力 ：1．nBT w m n p 322322== 式中 P —单位面积上的绝对压力；n —分子浓度，即单位容积内含有气体的分子数V N n =，其中N 为容积V 包含的气体分子总数。
2．fF p = 式中F —整个容器壁受到的力，单位为牛（N ）； f —容器壁的总面积（m 2）。
3．g p B p +=（P >B ） H B p -=（P <B ） 式中B —当地大气压力P g —高于当地大气压力时的相对压力，称表压力；H —低于当地大气压力时的相对压力，称为真空值。
比容:1．m V v = m 3/kg式中V —工质的容积m —工质的质量 2．1=v ρ式中ρ—工质的密度 kg/m 3v —工质的比容 m 3/kg 热力循环:或∑=∆0u ，⎰=0du循环热效率: 12121101q q q q q q w t -=-==η 式中 q 1—工质从热源吸热；q 2—工质向冷源放热； w 0—循环所作的净功。
制冷系数： 212021q q q w q -==ε 式中q 1—工质向热源放出热量；q 2—工质从冷源吸取热量；w 0—循环所作的净功。
供热系数： 211012q q q w q -==ε 式中q 1—工质向热源放出热量q 2—工质从冷源吸取热量w 0—循环所作的净功3.重要图表图1-1 热力系统图1-2边界可变形系统图1-4 孤立系统图1-3开口系统图1-5 U形压力计测压图1-6 各压力间的关系p 图上的表示图1-14 任意循环在v(a)正循环； (b)逆循环第二章气体的热力性质1.基本概念理想气体：气体分子是由一些弹性的、忽略分子之间相互作用力（引力和斥力）、不占有体积的质点所构成。
比热：单位物量的物体，温度升高或降低1K（1℃）所吸收或放出的热量，称为该物体的比热。
定容比热：在定容情况下，单位物量的物体，温度变化1K（1℃）所吸收或放出的热量，称为该物体的定容比热。
定压比热：在定压情况下，单位物量的物体，温度变化1K（1℃）所吸收或放出的热量，称为该物体的定压比热。
定压质量比热：在定压过程中，单位质量的物体，当其温度变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为该物体的定压质量比热。
定压容积比热：在定压过程中，单位容积的物体，当其温度变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为该物体的定压容积比热。
定压摩尔比热：在定压过程中，单位摩尔的物体，当其温度变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为该物体的定压摩尔比热。
定容质量比热：在定容过程中，单位质量的物体，当其温度变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为该物体的定容质量比热。
定容容积比热：在定容过程中，单位容积的物体，当其温度变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为该物体的定容容积比热。
定容摩尔比热：在定容过程中，单位摩尔的物体，当其温度变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为该物体的定容摩尔比热。
混合气体的分压力：维持混合气体的温度和容积不变时，各组成气体所具有的压力。
道尔顿分压定律：混合气体的总压力P等于各组成气体分压力P i之和。
混合气体的分容积：维持混合气体的温度和压力不变时，各组成气体所具有的容积。
阿密盖特分容积定律：混合气体的总容积V等于各组成气体分容积V i之和。
混合气体的质量成分：混合气体中某组元气体的质量与混合气体总质量的比值称为混合气体的质量成分。
混合气体的容积成分：混合气体中某组元气体的容积与混合气体总容积的比值称为混合气体的容积成分。
混合气体的摩尔成分：混合气体中某组元气体的摩尔数与混合气体总摩尔数的比值称为混合气体的摩尔成分。
对比参数：各状态参数与临界状态的同名参数的比值。
对比态定律：对于满足同一对比态方程式的各种气体，对比参数r p 、r T 和r v 中若有两个相等，则第三个对比参数就一定相等，物质也就处于对应状态中。
2.常用公式理想气体状态方程：1．RT pv =式中p —绝对压力 Pav —比容 m 3/kg T —热力学温度K 适用于1千克理想气体。
2．mRT pV =式中 V —质量为m kg 气体所占的容积适用于m 千克理想气体。
3．T R pV M 0=式中V M =M v —气体的摩尔容积，m 3/kmol ； R 0=MR —通用气体常数， J/kmol ·K适用于1千摩尔理想气体。
4．T nR pV 0=式中V —nKmol 气体所占有的容积，m 3；n —气体的摩尔数，M m n =，kmol 适用于n 千摩尔理想气体。
5．通用气体常数：R 083140=R J/Kmol ·KR 0与气体性质、状态均无关。
6．气体常数：RMM R R 83140== J/kg ·K R 与状态无关，仅决定于气体性质。
7．112212p v p v T T = 比热：1．比热定义式：dT qc δ=表明单位物量的物体升高或降低1K 所吸收或放出的热量。
其值不仅取决于物质性质，还与气体热力的过程和所处状态有关。
2．质量比热、容积比热和摩尔比热的换算关系：04.22'ρc Mc c ==式中c —质量比热，kJ/Kg ·k'c —容积比热，kJ/m 3·k M c —摩尔比热，kJ/Kmol ·k3．定容比热：v v vv T u dT du dT q c ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂===δ 表明单位物量的气体在定容情况下升高或降低1K 所吸收或放出的热量。
4．定压比热：dTdh dT q c pp ==δ 表明单位物量的气体在定压情况下升高或降低1K 所吸收或放出的热量。
5．梅耶公式：6．比热比：道尔顿分压定律： V T ni i n p p p p p p ,1321⎥⎦⎤⎢⎣⎡=++++=∑= 阿密盖特分容积定律： PT ni i n V V V V V V ,1321⎥⎦⎤⎢⎣⎡=++++=∑= 质量成分：ii m g m=容积成分： ii V r V= 摩尔成分： ii n x n=容积成分与摩尔成分关系：ii i n r x n== 质量成分与容积成分：折合分子量： 111ni in ni i i i i i i n MmM x M r M nn=======∑∑∑折合气体常数：010001nnii ni i ii i i R m n R R nRM R g R M mmm========∑∑∑分压力的确定 ii i V p p r p V== 混合气体的比热容：121nn n i i i c g g c g c ==+=∑12c +g c +混合气体的容积比热容：121'''nn n i i i c r r c rc ==+=∑12c'+r c'+混合气体的摩尔比热容：11nni i i i i i i Mc M g c x M c ====∑∑混合气体的热力学能、焓和熵 1nii U U==∑ 或 1ni i i U m u ==∑1ni i H H ==∑ 或 1ni i i H m h ==∑1n i i S S ==∑ 或 1ni i i S m s ==∑范德瓦尔(Van der Waals)方程对于1kmol 实际气体 压缩因子：对比参数： r c T T T =， r c p p p =， r cvv v = 3.重要图表常用气体在理想状态下的定压摩尔比热与温度的关系几种气体在理想气体状态下的平均定压质量比热容几种气体的临界参数和范德瓦尔常数几种气体的临界压缩因子图2-5 通用压缩因子图第三章热力学第一定律1.基本概念热力学第一定律:能量既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一种形式转换成另一种形式，或从一个系统转移到另一个系统，而其总量保持恒定，这一自然界普遍规律称为能量守恒与转换定律。
