第一二章习题解答
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第一章 机械运动知识点1.长度的测量1. 长度单位及换算常用的长度单位由大到小排列为km 、m 、dm 、cm 、mm 、µm 、nm .记忆它们之间的换算关系时,有以下方法:按单位的大小顺序记忆:先记住长度单位大小的排列顺序;再记住相邻单位之间的换算关系(如下图所示);需进行单位换算时,根据上图便可算出所需换算的两单位之间换算关系:如要知道km 与cm 之间的换算关系,则可由图得出:3113+1+151km=101010cm=10cm=10cm ⨯⨯;又如要知道nm 与dm 之间的换算关系,则可由图得出:3311331181nm=10101010dm=10dm=10dm ---------⨯⨯⨯.知识点2.正确选择、使用刻度尺、认识长度 测量长度的工具是刻度尺。
(1)使用刻度尺测量物体长度前,首先要弄清刻度尺的量程、分度值和零刻线的位置。
(2)选择刻度尺时应根据测量的要求来选择。
(例如:要测量一支钢笔的长度,精确到mm ,则可选用分度值是1mm 、量程是150mm 左右的刻度尺;而在体育课上要测量跳远的长度,则可选用分度值是1cm 的皮卷尺。
)(3)使用刻度尺测量物体长度时,刻度线要紧贴被测物体,被测长度的一端要与刻度尺的零刻线对齐(若零刻线已磨损,则选择刻度尺上另一完好的刻度线),读数时视线要与尺面垂直,且正对刻度线读数。
知识点3.测量结果的记录 测量结果是由数字和单位组成的。
其中数字部分由准确值加上一位估计值组成。
测量结果在书写的时候一定要估读到分度值的下一位。
知识点4.实验误差(1)误差与错误:首先误差不是错误。
错误,是指由于实验方法不正确或实验时违反操作造成的,错误是能够避免的。
误差,是指测量值与真实值之间的差异。
我们不能消除误差,只能尽量减小误差。
错误与误差的最大区别是,错误可以避免,误差不能消除。
(2)误差产生的原因3种:测量仪器不够精密、测量方法不够完善、测量的人为因素。
第一章练习题1、物质能以液态形式存在的最高温度为(A)沸腾温度Tb (B)玻义耳温度TB (C)临界温度Tc2、当压缩因子Z<1时,表示该实际气体(A)易压缩(B)不易压缩(C)无法确定3、下列何种条件下真实气体可以液化()(A)Tr>1,Pr>1 (B)Tr>1,Pr<1 (C)Tr=1,Pr<1 (D)Tr<1,Pr=14、对理想气体,压缩因子Z=1。
能否说当气体的Z=1 时,该气体必定是理想气体。
答案:(不能,因为在实际气体的等温线与理想气体的等温线交点处,Z=1)5、当温度足够低时,任何实际气体的Z~P 曲线与理想气体的Z~P 曲线均交于两点。
试解释这种现象。
答案:(这是因为当温度足够低时,气体的玻义耳温度高于体系温度,Z~p 曲线出现极小值。
)6、从范德华方程出发并结合玻义耳温度定义,证明(1)在足够高的温度,实际气体的压缩因子Z>1 。
(2)在低温,低压下,Z<1 。
答案:(当T<=TB,Z>1)(3)当a=0 ,Z 随压力p 的增加而线性增加。
答案:(当a=0,Z=1+bp/RT,恒温时,p 增加,Z 增大。
)7、下列说法何者正确?(1)临界压力是气体可被液化的最低压力。
(2)气体被液化的必要条件是气体温度小于波义耳温度(3)在临界点,饱和液体与饱和蒸气的密度相同。
(4)气体的临界状态与气体的性质无关。
答案:(3)8、气体A、B、C 都服从范德华方程,其范德华常数a和b的大小顺序为a(A)=a(B)>a(C);b(C)>b(B)>b(A)。
问三种气体临界温度的大小顺序。
答案:(T c(A)>T c(B)>T c(C))9、某气体的状态方程为,式中b为常数,n为物质的量。
若该气体经一等温过程,压力自p1变至p2,则下列状态函数的变化,何者为零?(ΔU)第二章练习题1、指出下列说法的错误。
(1)因Qp =ΔH,Qv=ΔU,所以Qp 和Qv 都是状态函数。
第一章1.1 能否将1.5V 的干电池以正向接法接到二极管两端?为什么?解:不能。
因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系,当端电压为1.5V 时,管子会因电流过大而烧坏。
1.2已知稳压管的稳压值U Z =6V ,稳定电流的最小值I Zmin =5mA 。
求图T1.4所示电路中U O1和U O2各为多少伏。
解:U O1=6V ,U O2=5V 。
1.3写出图T1.3所示各电路的输出电压值,设二极管导通电压U D =0.7V 。
(该题与书上略有不同)解:U O1≈1.3V ,U O2=0,U O3≈-1.3V ,U O4≈2V ,U O5≈1.3V ,U O6≈-2V 。
1.5 电路如图P1.5(a )所示,其输入电压u I1和u I2的波形如图(b )所示,二极管导通电压U D =0.7V 。
试画出输出电压u O 的波形,并标出幅值(该题与书上数据不同)解:u O 的波形如解图P1.5所示。
解图P1.51.9电路如图T1.9所示,V CC =15V ,β=100,U BE =0.7V 。
试问: (1)R b =50k Ω时,u O =? (2)若T 临界饱和,则R b ≈? 解:(1)R b =50k Ω时,基极电流、集电极电流和管压降分别为26bBEBB B =-=R U V I μAV2mA 6.2 C C CC CE B C =-===R I V U I I β所以输出电压U O =U CE =2V 。
1.11电路如图P1.11所示,试问β大于多少时晶体管饱和? 解:取U CES =U BE ,若管子饱和,则Cb C BECC b BE CC R R R U V R U V ββ=-=-⋅所以,100Cb=≥R R β时,管子饱和。
图1.11 1.12 分别判断图P1.12所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态第二章2.1试分析图T2.2所示各电路是否能够放大正弦交流信号,简述理由。
数电习题解答(1,2章)第一章数制与码制(教材p17)题1.2 将下列二进制整数转换为等值的十进制数。
(3)(10010111)2=1×27+1×24+1×22+1×21+1×20=151题1.4 将下列二进制数转换为等值的十进制数。
(2)(110.101)2=1×22+1×21+1×2-1+1×2-3=6.625题1.4 将下列二进制数转换为等值的八进制数和十六进制数。
(3)(101100.110011)2=(54.63)8, (101100.110011)2=()16题1.6 将下列十六进制数转换为等值的二进制数。
(2)(3D.BE)16=(111101.10111110)2题1.8将下列十进制数转换为等值的二进制数和十六进制数。
要求二进制数保留小数点以后8位有效数字。
(2) (0.251)10≈(0.01000000)2=(0.40)16题1.9将下列十进制数转换为等值的二进制数和十六进制数。
要求二进制数保留小数点以后4位有效数字。
(1) (25.7)10≈(11001.1011)2=(19.B)16题1.10 写出下列二进制数的原码、反码和补码。
(2) (+00110)2(+00110)原=000110, (+00110)反=000110, (+00110)补=000110.(3) (-1101)2(-1101)原=11101, (-1101)反=10010, (-1101)补=10011.题1.11 写出下列带符号位二进制数(最高位为符号位)的反码和补码。
(2) (001010)2(3) (111011)2(001010)2反码: 001010 , (001010)2补码: 001010(111011)2反码:100100, (111011)2补码:100101题1.12 用8位的二进制数补码表示下列十进制数。
第四版传热学第⼀、⼆章习题解答传热学习题集第⼀章思考题1.试⽤简练的语⾔说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递⽅式之间的联系和区别。
答:导热和对流的区别在于:物体内部依靠微观粒⼦的热运动⽽产⽣的热量传递现象,称为导热;对流则是流体各部分之间发⽣宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。
联系是:在发⽣对流换热的同时必然伴⽣有导热。
导热、对流这两种热量传递⽅式,只有在物质存在的条件下才能实现,⽽辐射可以在真空中传播,辐射换热时不仅有能量的转移还伴有能量形式的转换。
2.以热流密度表⽰的傅⽴叶定律、⽜顿冷却公式及斯忒藩-玻⽿兹曼定律是应当熟记的传热学公式。
试写出这三个公式并说明其中每⼀个符号及其意义。
答:①傅⽴叶定律:dx dt q λ-=,其中,q -热流密度;λ-导热系数;dx dt-沿x ⽅向的温度变化率,“-”表⽰热量传递的⽅向是沿着温度降低的⽅向。
②⽜顿冷却公式:)(f w t t h q -=,其中,q -热流密度;h -表⾯传热系数;wt -固体表⾯温度;f t -流体的温度。
③斯忒藩-玻⽿兹曼定律:4T q σ=,其中,q -热流密度;σ-斯忒藩-玻⽿兹曼常数;T -辐射物体的热⼒学温度。
3.导热系数、表⾯传热系数及传热系数的单位各是什么?哪些是物性参数,哪些与过程有关?答:①导热系数的单位是:W/(m.K);②表⾯传热系数的单位是:W/(m 2.K);③传热系数的单位是:W/(m 2.K)。
这三个参数中,只有导热系数是物性参数,其它均与过程有关。
4.当热量从壁⾯⼀侧的流体穿过壁⾯传给另⼀侧的流体时,冷、热流体之间的换热量可以通过其中任何⼀个环节来计算(过程是稳态的),但本章中⼜引⼊了传热⽅程式,并说它是“换热器热⼯计算的基本公式”。
试分析引⼊传热⽅程式的⼯程实⽤意义。
答:因为在许多⼯业换热设备中,进⾏热量交换的冷、热流体也常处于固体壁⾯的两侧,是⼯程技术中经常遇到的⼀种典型热量传递过程。
5.⽤铝制的⽔壶烧开⽔时,尽管炉⽕很旺,但⽔壶仍然安然⽆恙。
《机械制造技术基础》部分习题参考解答第一章绪论1-1 什么是生产过程、工艺过程和工艺规程?1-2 什么是工序、工位、工步和走刀?试举例说明。
1-3 什么是安装?什么是装夹?它们有什么区别?1-4 单件生产、成批生产、大量生产各有哪些工艺特征?1-5 试为某车床厂丝杠生产线确定生产类型,生产条件如下:加工零件:卧式车床丝杠(长为1617mm,直径为40mm,丝杠精度等级为8级,材料为Y40Mn);年产量:5000台车床;备品率:5%;废品率:0.5%。
1-6 什么是工件的定位?什么是工件的夹紧?试举例说明。
1-7 什么是工件的欠定位?什么是工件的过定位?试举例说明。
1-8 试举例说明什么是设计基准、工艺基准、工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。
1-9 有人说:“工件在夹具中装夹,只要有6个定位支承点就是完全定位”,“凡是少于6个定位支承点,就是欠定位”,“凡是少于6个定位支承点,就不会出现过定位”,上面这些说法都对吗?为什么?试举例说明。
1-10 分析图1-10所示工件(图中工件用细双点划线绘制)的定位方式,并回答以下问题:(1)各定位件所限制的自由度;(2)判断有无欠定位或过定位现象,为什么?图中加工面用粗黑线标出。
图1-10a、b、d、e为车削工序,图1-10c为钻孔工序,图1-10f为镗A孔工序,图1-10g为钻大头孔工序,图1-10h为铣两端面工序。
1-11 分析图1-11所示工件为满足加工要求所限制的自由度。
先选定位基面,然后在定位基面上标出所限的自由度,其画法如图8所示。
图中粗黑线为加工面。
习题1-10图习题1-11图第二章金属切削过程2-1 什么是切削用量三要素?在外圆车削中,它们与切削层参数有什么关系?2-2 确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要几个基本角度?试画图标出这些基本角度。
2-3 试述刀具标注角度和工作角度的区别。
为什么车刀作横向切削时,进给量取值不能过大?2-4 刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能?2-5 常用的硬质合金有哪几类?如何选用?2-6 怎样划分切削变形区?第一变形区有哪些变形特点?2-7 什么是积屑瘤?它对加工过程有什么影响?如何控制积屑瘤的产生?2-8 试述影响切削变形的主要因素及影响规律。
数学物理方法习题解答一、复变函数部分习题解答第一章习题解答1、证明Re z 在z 平面上处处不可导。
证明:令Re z u iv =+。
Re z x =,,0u x v ∴==。
1ux∂=∂,0v y ∂=∂,u v x y ∂∂≠∂∂。
于是u 与v 在z 平面上处处不满足C -R 条件, 所以Re z 在z 平面上处处不可导。
2、试证()2f z z=仅在原点有导数。
证明:令()f z u iv =+。
()22222,0f z z x y u x y v ==+ ∴ =+=。
2,2u u x y x y ∂∂= =∂∂。
v vx y∂∂ ==0 ∂∂。
所以除原点以外,,u v 不满足C -R 条件。
而,,u u v vx y x y∂∂∂∂ , ∂∂∂∂在原点连续,且满足C -R 条件,所以()f z 在原点可微。
()0000x x y y u v v u f i i x x y y ====⎛⎫∂∂∂∂⎛⎫'=+=-= ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭。
或:()()()2*000lim lim lim 0z z x y z f z x i y z∆→∆→∆=∆=∆'==∆=∆-∆=∆。
22***0*00limlim lim()0z z z z z z zzz z z z z z z z z=∆→∆→∆→+∆+∆+∆∆==+−−→∆∆∆。
【当0,i z z re θ≠∆=,*2i z e z θ-∆=∆与趋向有关,则上式中**1z zz z∆∆==∆∆】3、设333322()z 0()z=00x y i x y f z x y ⎧+++≠⎪=+⎨⎪⎩,证明()z f 在原点满足C -R 条件,但不可微。
证明:令()()(),,f z u x y iv x y =+,则()33222222,=00x y x y u x y x y x y ⎧-+≠⎪=+⎨+⎪⎩, 33222222(,)=00x y x y v x y x y x y ⎧++≠⎪=+⎨+⎪⎩。
1.2 某设备进、出口的表压分别为—12kPa 和157kPa ,当地大气压力为101.3kPa 。
试求此设备进、出口的绝对压力及进、出口压力差为多少(Pa )。
解:设备进口的绝对压力:P 1=大气压+表压=101.3+(—12) =88.3(kPa )出口的绝对压力:P 2 =大气压+表压=101.3+157 =258.3 (kPa )进出口的压力差:P 3 =P 2—P 1=258.3—88.3 =170 (kPa )1.6 如习题1-6附图所示,有一端封闭的管子,装入若干水后,倒插入常温水槽里,管中水柱较水槽高出2m ,当地大气压为103.2kPa ,试求:(1) 管子上端空间的绝对压力;(2) 管子上端空间的表压;(3) 管子上端空间的真空度;(4) 若将水换成四氯化碳,管子四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米?解:设管子上端空间的绝对压力为1p ,表压为2p ,真空度为3p ,已知水柱的高度1h =2m ,则: (1)∵ 11p gh p +水大气=ρ∴ 11gh p p 水大气ρ-= 281.910002.103⨯⨯-=(kPa) 83.6= 管子上端空间的绝对压力为83.58kPa ; (2)大气绝对压力-大气压=p p p -=12(kPa)6.192.1036.83=--=管子上端空间的表压为-19.6kPa ;(3))(6.196.832.1033a kp p ==绝对压力=大气压 --管子上端空间的真空度为19.6kPa ;(4) 若将水换成四氯化碳,假设四氯化碳液柱较槽的液面高出2h m ,则:g12四氯化碳大气ρp p h -=(m) 26.19.811.5983.582.103=⨯-=管子四氯化碳液柱较槽的液面高出1.26m 。
1.10 常温的水在如习题1-10附图所示的管道中流动,为了测得A 、B 两截面间的压力差,安装了两个串联的U 形管压力计,指示液为汞。
测压用的连接管中充流满水。
两U 形管的连接管内充满了空气。
若测压前两U 形压差计水银液面为同一高度,试导出A 、B 两点压强差p ∆与两液柱压力计的读数R 1、R 2之间的关系。
解:如图所示,设A 、B 处的压力分别为p A 、p B ,则有:B A p p p -=∆∵ 1gR p gh p p b A a 汞水ρρ+=+=∴ gh gR p gh p p b a A 水汞水ρρρ-+=-=1 (1) 又∵ b 、c 之间是空气,汞空气ρρ ∴ B c b p R h g gR p p +-+≈)(22水汞=ρρ∴ )(22R h g gR p p b B ---水汞=ρρ (2) (1)-(2) 得221gR )(g 水汞ρρ-+=-=∆R R p p p B A1.14 如习题1-14附图所示,从一主管向两支管输送20℃的水,要求主管中的水的流速为1.0m/s ,支管1和支管2中水的流量分别为20t/h 与10t/h 。
试计算主管的内径,并从无缝钢管规格中选择合适的管径,最后计算出主管内的流速。
ab cd解:设主管内径为d ,主管中水的流量为q ;主管中水的流速为s /0m .1=u ,依题意得hkg q q q /103h /t 30421⨯==+=uqd πρ水4=36000.1998.210344⨯⨯⨯⨯⨯=π(mm)4.106≈查附录二十一确定选用φ114.0mm ×4mmmm) 10624114(=内=⨯-d ∴24内水实d q u m⨯⨯=πρ23)101062.99836001000304-(⨯⨯⨯⨯⨯=πs)/(m 95.0=管内实际流速为0.95 m/s1.15 常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动。
在截面1处的流速0.5m/s ,管道内径为200mm ,在截面2处管内径为100mm ,截面1产生1m 高的水柱。
试计算在截面1与截面2之间所产生的水柱高度差h 为多少(忽略从1至2处的压头损失)?解:设水在截面1和截面2处的流速分别为1u 和2u ,压力分别为1p 和2p ,水的密度为ρ,则22112)(d d u u = 2)1.02.0(5.0⨯= )/(2s m =忽略压头损失,由伯努利方程得ρρ22212122p u p u +=+ ∴2212121u u p p -=-ρ即 21p p p -=∆)25.02(100022-⨯=)m /N (18752= ∵ gh p ρ=∆ ∴ 81.910001875⨯=hm)(191.0=截面1与截面2之间所产生的水柱高度差h 为1.191m1.17 如习题1-17附图所示的常温下操作的水槽,下面的出水管直径为φ57mm ⨯3.5mm ,当出水阀全关闭时,压力表读数为30.4kPa ,而阀门开启后,压力表读数降至20.3kPa 。
设压力表之前管路的压头损失为0.5m 。
试求水的流量为多少h /m 3。
解:阀门全闭时,流体不流动,根据静力学方程gp ρ表)(1=H )(m 1.381.9100.14.303=⨯⨯=阀门开启:在1-1和2-2间列伯努利方程f gu g p g u g p ∑H +++Z =++Z 2222222111ρρm 1.31=H =Z ,0m 2=Z ,01=(表)p ,kPa 3.202=(表)p ,01=u ,m 5.0=∑H f 水柱,代入上式得5.081.9281.91000103.201.3223+⨯+⨯⨯=u解得s)/m (24.32=u ∴ u d 24V π==360024.3]10)25.357[(423⨯⨯⨯⨯-⨯-πh)/m (9.223=水的流量为22.9h /m 3。
26 如习题1-26附图所示,由mm mm 5.357⨯φ的水平管与垂直管,其中有温度为200C 的水流动,流速为3m/s 。
在截面A 与截面B 处各安装一个弹簧压力表,两截面的距离为6m ,管壁的相对粗糙度=dε0.004。
试问簧压力表读数的差值是否相同?如果不同,试说明原因。
如果用液柱压差计测量压力差,则两个直管上的液柱压差计的读书R 是否相同?指示液为汞,其密度为136003/m kg 。
解: 查表知,当温度为20℃时,水的密度ρ=998.23/m kg ,黏度μ=1.005×310-Pa ·s 。
依题意有:管内径d=57㎜-3.5㎜=53.5㎜=0.0535m ,流速B A u u u ===3m/s, 相对粗糙度=dε0.004,测量长度为L=6m ,雷诺数==μρdu Re 1.594×105。
查表知,当Re=1.594×105,=dε0.004时,摩擦系数λ=0.0295,则两截面的摩擦阻力损失为22u d l h f λ=∑=14.89(J/kg )在A 、B 两截面间列柏努利方程,得f BB B A AA h u p g z u p g z ∑+++=++2222ρρ (1)(1)A 、B 两截面处的(弹簧)压力(表)差为 ∑+-+-=-=∆f B A B A B A h u u z z g p p p )(2)(22ρρ (2))(89.1489.1400a p =++=所以,两个弹簧压力表读数的差值不同 (2)用液柱压差计测量压力差对于水平管:)(112.08.9106.1389.143mm gp R gR p =⨯⨯∆=∆==汞平平平汞平ρρ同理,对与垂直管有()())(3.4418.9106.1398.5881498.5881498.1468.910002322m m gp R gR h u u z z g p fB AB A =⨯⨯∆==+⨯⨯=+-+-=∆∑==汞垂垂垂汞垂ρρρρ所以,两个直管上的液柱压差计的读书R 是不相同的。
31 把内径为20㎜、长度为2m 的塑料管,弯倒成U 型,作为虹吸管使用。
如习题1-31附图所示,当管内充满液体,一端插入液槽中,另一端就会使槽中的液体自动流出。
液体密度为1000,黏度为1mPa ·s 。
为保持稳定流动,使槽内液面恒定。
要想使输液量为 1.7h m /3。
虹吸管的出口端距离槽内液面的距离h 需要多少米?解:选取水槽中水面为零基准面1,虹吸关出口端所在的平面为截面2,在两截面间列柏努利方程,得f h u pg z u p g z ∑+++=++2222222111ρρ (1)虹吸管内径=d 20㎜=0.02m ,流量q v =1.7h m /3=0.00047s m /31z -=2z h , p 1= p 2=0(表压)流速: u=24d qA q v v ==1.5 m/s310110005.102.0Re -⨯⨯⨯==μρdu=30000>2000,为湍流。
摩擦系数:==25.0Re 3164.0λ0.024 虹吸管局部阻力系数:=∑进ξ0.5 =∑出ξ 1 总局部阻力系数:∑∑∑=+=出进ξξξ0.5+1=1.5 所以总摩擦阻力损失为2)(2u d l h f ∑∑+=ξλ25.1)5.102.02024.0(2⨯+⨯==4.39 (kg J /)因为21A A ,所以=1u 0将以上数据代入方程(1),整理得g h z z h f /21∑=-=8.9/39.4==0.5 (m)38 如习题1-38附图,水槽中的水由管C 和管D 放出,两根管的出水口为与同一水平,阀门全开。
各管段的内径及管长(包括管件的当量长度)分别为ABBCBDd 50㎜ 25㎜ 25㎜l 20m 7m 11m试求阀门全开时,管C 与管D 的流量之比值,摩擦系数均取0.03解: ∵ BD BC p p ∆=∆∴ ∑∑fBD fBC h h =∑fBC h = 2])([2BCeBC BC u d l l 出ζλ++==+⨯2)1025.0703.0(2BC u 4.72BC u ∑fBD h =2])([2BDeBD BD u d l l 出ζλ++=2)1025.01103.0(2BD u +⨯ =7.12BD u∴ 4.72BC u =7.12BD u23.17.41.7==BD BC u u ∴23.1==BD D BC C D C u A u A q q2-3 某台离心泵在转速为1450r/min 时,水的流量为18h m /2,扬程为20m (O H 2)。
试求:(1)泵的有效功率,水的密度为10003/m kg ;(2)若将泵的转速调到1250r/min 时,泵的流量与扬程将变为多少。
解:(1)该泵的有效功率为:gH q P V e ρ=2081.91000360018⨯⨯⨯= )(981W = (2)min /14501r n =min /12502r n =根据比例定律有:2121n n q q V V =21212)(n n H H = 则泵的流量变为 )/(52.151450181********h m n q n q V V =⨯== 其扬程变为 )(86.1420)14501250()(212122m H n n H =⨯== 管路特性曲线、工作点、等效率方程2-4 在一化工生产车间,要求用离心泵将冷切水由贮水池经换热器送到另一敞口高位槽,如习题2-4附图所示。