上海交大 高等工程热力学 童钧耕 第2章 基本定律和能量可用性下
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第一章 基本概念1-1 华氏温标规定在标准大气压(101325 Pa )下纯水的冰点是32F ,汽点是212F (F 是华氏温标温度单位的符号)。
试推导华氏温度与摄氏温度的换算关系。
提示和答案:C F {}0{}32212321000t t ︒︒--=--, F C 9{}{}325t t ︒︒=+。
1-2 英制系统中的兰氏温标(兰氏温标与华氏温标的关系相当于热力学温标与摄氏温标的关系),其温度以符号R 表示。
兰氏温度与华氏温度的关系为{T }°R = {t }°F + 459.67。
已知开尔文温标及朗肯温标在纯水冰点的读数分别是273.15K 和491.67R ;汽点的读数分别是373.15K 和671.67R 。
(1)导出兰氏温度和开尔文温度的关系式;(2)开尔文温标上绝对零度在兰氏温标上是多少度?(3)画出摄氏温标、开尔文温标、华氏温标和兰氏温标之间的对应关系。
提示和答案:RK {}491.67671.67491.67373.15273.15{}273.15T T ︒--=--。
R K {} 1.8{}T T ︒=; R {}0R T ︒=︒;略 1-3 设一新的温标,用符号N 表示温度单位,它的绝对温标用Q 表示温度单位。
规定纯水的冰点和汽点分别是100N 和1000N ,试求:(1)该新温标和摄氏温标的关系;(2)若该温标的绝对温度零度与热力学温标零度相同,则该温标读数为0N 时,其绝对温标读数是多少Q ?提示和答案:(1)N C {}100{}010001001000t t ︒︒--=--;N C {}9{}100t t ︒︒=+(2)Q N C {}{}9{}100T t t ︒︒︒=+=++常数常数,{T } K = 0 K 时, {Q}0Q T ︒=︒ 解得式中常数,代回原式。
;Q N {}{}2358.35T t ︒︒=+, Q {}2358.385N T ︒=︒1-4 直径为1m 的球形刚性容器,抽气后真空度为752.5mmHg ,(1)求容器内绝对压力为多少Pa ;(2)若当地大气压力为0.101MPa ,求容器表面受力多少N? 提示和答案:b v 691.75Pa p p p =-=;600.31510N F A p =∆=⨯。
第一章 基本概念1-1 华氏温标规定在标准大气压(101325 Pa )下纯水的冰点是32F ,汽点是212F (F 是华氏温标温度单位的符号)。
试推导华氏温度与摄氏温度的换算关系。
提示和答案:C F {}0{}32212321000t t ︒︒--=--, F C 9{}{}325t t ︒︒=+。
1-2 英制系统中的兰氏温标(兰氏温标与华氏温标的关系相当于热力学温标与摄氏温标的关系),其温度以符号R 表示。
兰氏温度与华氏温度的关系为{T }°R = {t }°F + 459.67。
已知开尔文温标及朗肯温标在纯水冰点的读数分别是273.15K 和491.67R ;汽点的读数分别是373.15K 和671.67R 。
(1)导出兰氏温度和开尔文温度的关系式;(2)开尔文温标上绝对零度在兰氏温标上是多少度?(3)画出摄氏温标、开尔文温标、华氏温标和兰氏温标之间的对应关系。
提示和答案:RK {}491.67671.67491.67373.15273.15{}273.15T T ︒--=--。
R K {} 1.8{}T T ︒=; R {}0R T ︒=︒;略 1-3 设一新的温标,用符号N 表示温度单位,它的绝对温标用Q 表示温度单位。
规定纯水的冰点和汽点分别是100N 和1000N ,试求:(1)该新温标和摄氏温标的关系;(2)若该温标的绝对温度零度与热力学温标零度相同,则该温标读数为0N 时,其绝对温标读数是多少Q ?提示和答案:(1)N C {}100{}010001001000t t ︒︒--=--;N C {}9{}100t t ︒︒=+(2)Q N C {}{}9{}100T t t ︒︒︒=+=++常数常数,{T } K = 0 K 时, {Q}0Q T ︒=︒ 解得式中常数,代回原式。
;Q N {}{}2358.35T t ︒︒=+, Q {}2358.385N T ︒=︒1-4 直径为1m 的球形刚性容器,抽气后真空度为752.5mmHg ,(1)求容器内绝对压力为多少Pa ;(2)若当地大气压力为0.101MPa ,求容器表面受力多少N? 提示和答案:b v 691.75Pa p p p =-=;600.31510N F A p =∆=⨯。
第一章基本概念与定义1.答:不一定。
稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定2.答:这种说法是不对的。
工质在越过边界时,其热力学能也越过了边界。
但热力学能不是热量,只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。
3.答:只有在没有外界影响的条件下,工质的状态不随时间变化,这种状态称之为平衡状态。
稳定状态只要其工质的状态不随时间变化,就称之为稳定状态,不考虑是否在外界的影响下,这是他们的本质区别。
平衡状态并非稳定状态之必要条件。
物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。
平衡状态不一定为均匀状态,均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。
4.答:压力表的读数可能会改变,根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。
当地大气压不一定是环境大气压。
环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。
5.答:温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。
6.答:任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。
由于经验温标依赖于测温物质的性质,当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时,除选定为基准点的温度,其他温度的测定值可能有微小的差异。
7.答:系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化的原因。
8.答:(1)第一种情况如图1-1(a),不作功(2)第二种情况如图1-1(b),作功(3)第一种情况为不可逆过程不可以在p-v图上表示出来,第二种情况为可逆过程可以在p-v图上表示出来。
9.答:经历一个不可逆过程后系统可以恢复为原来状态。
系统和外界整个系统不能恢复原来状态。
10.答:系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后,系统恢复到原来状态,外界没有变化;若存在不可逆因素,系统恢复到原状态,外界产生变化。
11.答:不一定。
主要看输出功的主要作用是什么,排斥大气功是否有用。
第二章 热力学第一定律1.答:将隔板抽去,根据热力学第一定律w u q +∆=其中0,0==w q 所以容器中空气的热力学能不变。
1.闭口系与外界无物质交换,系统内质量保持恒定,那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗不一定,稳定流动系统内质量也保持恒定。
2.有人认为开口系统内系统与外界有物质交换,而物质又与能量不可分割,所以开口系统不可能是绝热系。
对不对,为什么不对,绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递(传热量),随物质进出的热能(准确地说是热力学能)不在其中。
3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系平衡状态一定是稳定状态,稳定状态则不一定是平衡状态。
4.倘使容器中气体的压力没有改变,试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗绝对压力计算公式p =p b +p g (p > p b ), p = p b -p v (p < p b )中,当地大气压是否必定是环境大气压当地大气压p b 改变,压力表读数就会改变。
当地大气压p b不一定是环境大气压。
'5.温度计测温的基本原理是什么热力学第零定律 The zeroth lawof thermodynamicsenablesustomeasuretemperature. In order to measure temperature of body A,we compare body C —a thermometer — with body A and temperature scales (温度的标尺,简称温标) separately. When they are in thermal equilibrium, they have the same temperature. Then we can know the temperature of body A with temperature scale marked on thermometer. 6.经验温标的缺点是什么为什么不同测温物质的测温结果有较大的误差,因为测温结果依赖于测温物质的性质。
工程热力学童钧耕第六版简介《工程热力学童钧耕第六版》是一本经典的工程热力学教材,由童钧耕教授编写。
本书系统地介绍了工程热力学的基本概念、原理和应用,适用于工科相关专业的学生和从事相关领域的工程师。
内容概述《工程热力学童钧耕第六版》共分为十章,内容涵盖了热力学的基本概念、气体和蒸汽的性质、能量转换与传递、理想气体混合物等方面。
以下将对每一章节进行简要介绍。
第一章:引言这一章主要介绍了工程热力学的基本概念和范围,以及其在实际应用中的重要性。
同时还对温度、压力、体积等基本物理量进行了定义和解释。
第二章:能量转换与能量传递本章讲述了能量转换与传递的基本原理,包括能量守恒定律、功与功率、传热与传质等内容。
通过对各种能量转换过程的分析,读者可以深入理解能量守恒定律在工程实践中的应用。
第三章:气体与蒸汽的性质这一章主要介绍了气体和蒸汽的基本性质,包括物态方程、气体混合物、湿空气等内容。
通过对气体和蒸汽性质的分析,读者可以了解到它们在工程热力学中的重要作用。
第四章:一次能源与二次能源本章重点讲述了一次能源和二次能源的概念和特点。
同时还介绍了常见的一次能源和二次能源类型,以及它们在工程实践中的应用。
第五章:理想气体混合物这一章主要介绍了理想气体混合物的基本原理和计算方法。
通过对理想气体混合物进行分析,读者可以掌握计算混合气体性质和热力学过程参数的技巧。
第六章:燃烧与燃烧产物本章讲述了燃烧与燃烧产物的基本原理和特点。
同时还介绍了常见的燃料类型、燃烧过程中的能量转换和产物生成等内容。
第七章:蒸汽发生器这一章主要介绍了蒸汽发生器的原理和构造,包括锅炉、汽轮机等设备。
通过对蒸汽发生器的分析,读者可以了解到其在能量转换中的重要作用。
第八章:蒸汽涡轮机本章重点讲述了蒸汽涡轮机的工作原理和性能特点。
同时还介绍了蒸汽涡轮机在电力工业中的应用和优化方法。
第九章:压缩机与风机这一章主要介绍了压缩机和风机的基本原理和分类。
通过对压缩机和风机的分析,读者可以掌握它们在工程实践中的应用技巧。