高等工程热力学课后习题答案
【篇一：工程热力学,课后习题答案】
txt>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n2的m＝28，求（1）n2的气体常数；（2）标准状态下
n2的比容和密度；（3）p?0.1mpa，t?500℃时的摩尔容积mv。解：（1）n2的气体常数
r?r08314?m28＝296.9j/(kg?k)
（2）标准状态下n2的比容和密度
v?rt296.9?273?p101325＝0.8m3/kg
1
3v＝1.25kg/m ??
（3）p?0.1mpa，t?500℃时的摩尔容积mv
r0t
mv ＝p＝64.27m3/kmol
2-3．把co2压送到容积3m3的储气罐里，起始表压力pg1?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
rt1
p2v2
rt2 压送后储气罐中co2的质量 m2?
根据题意
容积体积不变；r＝188.9
p1?pg1?b （1）
（2）
（3）
（4） p2?pg2?b t1?t1?273 t2?t2?273
压入的co2的质量
m?m1?m2?vp2p1(?)rt2t1 （5）
将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得
m=12.02kg
2-5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
m?m1?m2?vp2p130099.3101.325(?)?(?)?1000rt2t1287300273
＝41.97kg
2-6 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。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。
第一种解法：
首先求终态时需要充入的空气质量
p2v27?105?8.5m2??rt2287?288kg
压缩机每分钟充入空气量
pv1?105?3m??rt287?288kg
所需时间
t?m2?m19.83min
第二种解法
将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为0.1mpa一
定量的空气压缩为0.7mpa的空气；或者说0.7mpa、8.5 m3的空气在0.1mpa下占体积为多少的问题。
根据等温状态方程
pv?const
0.7mpa、8.5 m3的空气在0.1mpa下占体积为
v1?p2v20.7?8.5??59.5p10.1 m3
压缩机每分钟可以压缩0.1mpa的空气3 m3，则要压缩59.5 m3
的空气需要的时间
??59.5?319.83min
2－8 在一直径为400mm的活塞上置有质量为3000kg的物体，气
缸中空气的温度为18℃，质量为2.12kg。加热后其容积增大为原来
的两倍。大气压力b＝101kpa，问：（1）气缸中空气的终温是多少？（2）终态的比容是多少？（3）初态和终态的密度各是多少？
解：热力系：气缸和活塞构成的区间。
使用理想气体状态方程。
（1）空气终态温度
t2?v2t1?v1582k
（2）空气的初容积
v1?mrt1?p0.527 m3
空气的终态比容
v2?v22v1?mm＝0.5 m3/kg
或者
v2?rt2?p0.5 m3/kg
（3）初态密度
?1?m2.12?v10.527＝4 kg /m3
?2?1?v22 kg /m3
2-9
解：（1）氮气质量
pv13.7?106?0.05m??rt296.8?300＝7.69kg
（2）熔化温度
pv16.5?106?0.05t??mr7.69?296.8＝361k
2－14 如果忽略空气中的稀有气体，则可以认为其质量成分为
go2?23.2%，gn2?76.8%。试求空气的折合分子量、气体常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度。
解：折合分子量
m?11?gi0.2320.768??m3228i＝28.86
气体常数
r?r08314?m28.86＝288j/(kg?k)
容积成分
ro2?go2m/mo2＝20.9％
【篇二：工程热力学课后答案】
章）
第1章基本概念
⒈闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答：否。当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。⒉有人认为，开口系统中系统与外界有
物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。这种观点对不对，为什么?
答：不对。“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。热量
是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程
一旦结束就无所谓“热量”。物质并不“拥有”热量。一个系统能否绝
热与其边界是否对物质流开放无关。
⒊平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何
区别和联系?
答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保
持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的
区别所在。
⒋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？在绝对压力计算公式
p?pb?pe(p?pb); p?pb?pv(p?pb)
中，当地大气压是否必定是环境大气压?
答：可能会的。因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与
环境介质压力之差。环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空
气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而
有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有
可能变化。
“当地大气压”并非就是环境大气压。准确地说，计算式中的pb 应
是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。
⒌温度计测温的基本原理是什么?
答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。它利用
了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性
质就是“温度”的概念。
⒍经验温标的缺点是什么?为什么?
答：由选定的任意一种测温物质的某种物理性质，采用任意一种温
度标定规则所得到的温标称为经验温标。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制作温度计、采用不同的物理性
质作为温度的标志来测量温度时，除选定的基准点外，在其它温度上，不同的温度计对同一温度可能会给出不同测定值（尽管差值可
