工程热力学 第四版 (康廉明 著) 中国建筑工程学院 课后答案 22页

'课后答案网您最真诚的朋友www.hackshp.cn网团队竭诚为学生服务，免费提供各门课后答案，不用积分，甚至不用注册，旨在为广大学生提供自主学习的平台！课后答案网：www.hackshp.cn视频教程网：www.efanjy.comPPT课件网：www.ppthouse.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！第一章51-1、已知B=10Pa=0.1MPa=100kPa①p=p+B=5.1+1.0=6.1MPag②p=B−H=100−4=96kPa③H=B−p=100−90=10kPa④p=p−B=1−1.0=9.0MPag31-4、H=ρgLsin30°=8.0×10×.9806×2.0×5.0=784.48kPa5p=B−H=10−784.48=99215.52Pa≈99.22kPaV21-5、①WpdVpVV6−3kJ==(−)=7.0×10×10×.0(05−.002)=21∫21V1②V2V26−3.005kJ(图略)W=pdV=pVln=7.0×10×10×.002×ln=12.83khaw.com∫V111V1.00270000×10001-7、需由热泵向室内提供的热量Q=−2×40−100=192644.W13600Q192644.故热泵的功率为N=1==38529.W≈.3853kWε"55Q101-9、①ε=1=≈.3972W7×36005②Q=Q−P=10−7×3600=74800kJ/h21③P"=Q=27.78kW1第二章2-3、p=p+B=131.325kPa,p=p+B=401.325kPa1g12g2R=R/M=8314/44=188.95kJ/kg⋅KCO20CO2课后答案网Vp1p23401.325131.325∆m=m−m=(−)=[−]21RTT188.95(70+273)(45+273)CO212=18.577−.6557=12.02kg••pV1×105×32-6、吸气速率m=1==.363kg/minRT287×(15+273)1www.hackshp.cnp2V2p1V1V5.86∆m=m−m=−=(p−p)=×8.0(−)1.0×10=71.99kg2121RTRTRT287×28821∆m71.99∴τ===19.83min•.363m2-13、①pVT0(4312.+100100)×6837.2733V=⋅=×=638.58m0Tp2901013250②pVT0(4312.+100100)×6837.2733V=⋅=×=611.18m02Tp303101325202-14、①按平均比热计算25025c=.10155kJ/kg⋅K,c=.10045kJ/kg⋅Kpp00•••V0V0×28.973500×28.97m====45266.kg/hv224.224.0••250256∴Q=m[c×250−c×25]=1035516kJ/h=.1035516×10kJ/hpp00khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！②按真实比热经验公式计算由P26表2−3和是空气的定压摩尔比热与温度的关系为−32−93Mc=28.106+.19665×10T+.48023×10T−.19661×10TP••T•T22−32−93∴Q=nMcdT=n[28.106+.19665×10T+.48023×10T−.19661×10T]dT∫Tp∫T11•1−322=n[28.106(T−T)+×.19665×10(T−T)212121−6331−944+×.48023×10(T−T)−×.19661×10(T−T)]212134•V01−322=[28.106(523−298)+×.19665×10(523−298)224.21−6331−944+×.48023×10(523−298)−×.19661×10(523−298)]346khaw.com=.104050×10kJ/h③按定值比热计算由P24表2−2得空气的定压摩尔比热为:Mc=29.099kJ/kmol⋅KP•••V35000∴Q=nMc(T−T)=Mc(T−T)=×29.099×(523−298)P21P21224.224.6=.102301×10kJ/h2-15、(3)按平均比热容计算3R0，p1V1608×10×5.0kgR==2598.kJ/kg⋅Km===.39934MRT2598.×29313(p1V1T0608×10×5.0×2733V=⋅==.2795Nm)0Tp293×10132510由表查得氧的平均比热容：640640cp=.09978kJ/kg⋅Kcv0=.07380kJ/kg⋅K0→20课后答案网20cp=.09166kJ/kg⋅Kcp0=.06568kJ/kg⋅K064020Q=m[c×640−c×20]v0p0=.39934×.0[7380×640−.06568×20]=18337.kJ831483142-17、R=∑giRi=.0232×+.0768×=288.32J/kg⋅Kwww.hackshp.cn3228R08314MM===28.84kg/kmol;r=giiR288.32MiM28.84r=g=.0232×=.0209o2o2M32o2M28.84r=g=.0768×=.0791N2N2M28N2RT0288.32×2733v===.07768m/kg0p1013250113ρ===.1287kg/m0v.0776802-19、(1)理想气体状态方程mRTmRT5.0×8314×3730p====193820125.P=19.38MPaaVMV16×.0005mRT5.0×5182.×373或p===19328860P=19.33MPaaV.0005khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！−362(2)范氏方程：由表6-1查得：a=228.50×10(MPa⋅m/kmol)−33b=42.69×10(m/kmol)VMV16×.00053V====.016m/kmolMnm5.0a由(p+)(V−b)=RT，得2M0VM−36R0Ta8314×3732285.×10×10p=−=−2−32V−bV.016−42.69×10.016MM=175094928.Pa≈17.51MPa32-20、已知：氮，V=1Nm,p=20MPa,t=−70℃；求V0解：(1)理想气体状态方程Tp0V0(273−70)×.0101325×13khaw.comV=⋅==.000377mpT20×2730(2)通用压缩因子图由表2-5查得T=1262.K,p=.339456MPa;ccT273−70p20对比参数值T==≈.161,p==≈.589rrT1262.p.339456cc由通用压缩因子图查得压缩因子z=.0935代入状态方程,得V=zR0T=.0935×8314×203=.00789m3/kmolM6p20×10V013V=Vn=V×=.00789×=.000352mMM224.224.第三章−33-3、Q=W"=m"g∆z=课后答案网450×.9806×30×10=132.38kJQ132.38W=;0∆U=Q=mc(t2−t1)∴t2=+t1=+20=26.32℃mc5×.418683-4、W=Q−∆U=12−20=−8kJ，是压缩过程，外界对气体作功8kJ。3-5、∆U=Q−W=−7−(−)4=−3kJ2−12−b−12−b−1W=Q−∆U=Q−(−∆U)=10−3=7kJ;1−a−21−a−21−www.hackshp.cn21−a−22−1Q=∆U+W=3+2=5kJ1−c−21−21−c−23-6、过程Q（kJ）W（kJ）△E（kJ）1-21100011002-30100-1003-4-9500-9504-1050-503-8、取整个容器内的气体为热力系，这是一个闭口系统①能是方程为：Q=∆U+W∵W=(0气体向真空膨胀),Q=(0绝热)∴∆U=,0即∆U+∆U=0→T=T=300K=27℃左右2左pVpV22左左②由=(质量m相同),又T=T左2TT2左khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！p左V左1∴p==600×=100kPa2V62N10003-10．（1）风机出口温度t=s+t=+0=.178℃"2•1.056×1005mcp（2）空气在加热器中的吸热量•5Q=mc(t−t)=.056×.1005×(250−.178)=1397.kJ/h=.503×10kJ/hp22"（3）过程不可逆时，以上结果仍然正确。3-13、CO2，p1=800kPa,t1=900℃，p1=120kPa,t2=600℃。解：（1）用定值比热容99CO2为多原子气体，Mc=R=×.8314=37.413kJ/kmol⋅Kp022McvMcp−R0∆u=c∆t=∆t=∆tkhaw.comvMM37.413−.8314=×(600−900)=−1984.kJ/kg44Mcp37.413∆h=c∆t=∆t=×(600−900)=−2551.kJ/kgpM44（2）用平均比热容由表查得CO2的平均比热容：900900cp=.1104kJ/kg⋅K,cv0=.0915kJ/kg⋅K0→600600cp=.1040kJ/kg⋅Kcp0=.0851kJ/kg⋅K0600900∆u=c×600−c×900=.0851×600−.0915×900=−3129.kJ/kgv0v0600900∆h=c×600−c×900=.1040×600−.1104×900=−3696.kJ/kgpp00w=−∆h=2551.kJ/kg或3696.kJ/kgt3-15、解：因空气预热器无热损，故有课后答案网Q烟气=Q空气（1）即烟所放出的热量等于空气吸收的热量。又，对应于1kg空气，.109R烟T0.109×286.45×2733V===.08412Nm,0烟P1013250从而Q=.08412×245=206.094kJ烟气www.hackshp.cnQ=1×c(t−t)空气P21代入式（1），得：Q烟206.094t=+t=+10=215.17≈2152.℃21c.10045p{或，对应于1Nm3烟气，m=m烟气=1×p0V0=101325×1=.11887kg空气.109.109RT.109×286.45×273烟气0从而Q=m×c(t−t)，而Q=245kJ空气空气P21烟气代入式（1），得：Q烟245t=+t=+10=215.18≈2152.℃}21mc.11887×.10045p3-17、解：将混合过程视为绝热过程，则混合前后的焓值相等，∆H=0••又将空气看作定比热理想气体，则有：mc(t−t)+mc(t−t)=01p312p32khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！••m1t1+m2t2120×500+210×200t===3091.℃3••120+210m1+m23-19、解：本题为空气的定压加热过程c=c−R=.101−.0287=.0723kJ/kg.Kvp由理想气体状态方程，可得：3p1V120684.×10×.003T===2162.K1R287pV22T==2T=4324.K21R所以：∆U=mc(T−T)=1×.0723×2162.=1563.kJv21∆H=mc(T−T)=1×.101×2162.=2184.kJp21Q=∆H+W=∆H=2184.kJtkhaw.comW=Q−∆U=2184.−1563.=621.kJ补充题:图示燃气轮机装置.已知h1=300kJ/kg,c1=20m/s的燃料与空气的混合物在燃烧室内定压燃烧,吸热q=850kJ/kg.燃烧后的燃气在喷管内绝热膨胀到状态3,焓值为h3，流速达到c3=1000m/s.然后进入动叶,推动转轮作功.若燃气在动叶中的热力状态不变,离开燃气轮机的速度c4=150m/s.燃气流量为4.0kg/s。求:(1)燃气在喷管出口的焓h3；(2)每千克燃气在燃气轮机中所作的功Ws,3-4；(3)燃气轮机的功率N.解:(1)取热力系“1-3”：能量方程：1(22)q=(h−h)+c−c1−331312燃气在喷管出口的焓h3为:122122−3h=q+h−(c−c)=850+300−(1000−20)×10=6502.kJ/kg31−3131课后答案网22(2)取热力系“3-4:能量方程:0=1(c2−c2)+w243s故每千克燃气在燃气轮机中所作的功:122122w=(c−c)=(1000−150)=488750J/kg=488.75kJ/kgs34www.hackshp.cn22(3)燃气轮机的功率:•N=mw=0.4×488.75=1955kWs第四章思考题4-3、③q＜0,w＞0,△u＜0;④q＜0,w＜0,△u＞0khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！或：思考题4-4、khaw.com题4-2、解：(1)可逆绝热膨胀κ−14.1−1w=RT11[−(p2)κ]=287×(150+273)1[−(1.0)4.1]=111.88kJ/kgκ−1p4.1−15.01∆s=0(2)不可逆绝热膨胀，T=300K2w=q−∆u=−∆u=c(T−T)=.0718×(423−300)=88.31kJ/kgv12T2p23001.0∆s=cln−Rln=.1005ln−.0287ln=.0117kJ/kg.Kp课后答案网Tp4235.011(3)可逆定温膨胀p15.0w=RTln=.0287×423ln=195.40kJ/kg1p1.02p1.02∆s=−Rlnwww.hackshp.cn=.0287ln=.0462kJ/kg.Kp5.01(4)可逆多变膨胀，n=2n−12−1w=RT11[−(p2)n]=.0287×(150+273)1[−(1.0)2]=67.11kJ/kgn−1p2−15.01n−12−1p1.0或：T=T(2)n=423×()2=189.17K21p5.01R.0287w=[T−T]=[423−189.17]=67.11kJ/kg12n−12−1Tp189.171.022∆s=cln−Rln=.1005ln−.0287lnpTp4235.011=−.0347kJ/kg.Kkhdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！p2v1n4-7、解：由多变过程初终参数间关系式=()，得过程的多变指数为：pv12pln(2)ln(.012)p16.0n==≈.130vln(.0236khaw.comln(1).0815)v26p1v16.0×10×.0236T===493.38K1R2876p2v2.012×10×.0815T===340.77K2R287116w=(pv−pv)=6.0(×.0236−.012×.0815)×101122n−1.130−16=.0146×10J/kg=146kJ/kgw=nw=.130×146=1898.kJ/kgs∆u=c(T−T)=.0718×(340.77−493.38)=−109.57kJ/kgv21∆h=c(T−T)=.1005×(340.77−493.38)=−153.37kJ/kgp21q=w+∆u=146+(−109.57)=36.43kJ/kgp2v2.012.0815∆s=cln+cln=.0718ln+.1005lnvppv6.0.0236课后答案网11=−.11556+.12456=.00900kJ/kg.Kn−1Tp4-8、由多变过程初终参数间关系式2=(2)n，得过程的多变指数为：Tp11Tln(2www.hackshp.cn)ln(373)T1−1673−1n=1[−]=1[−]≈.149pln(1ln(2)6)p1q−w40−200由∆u=q−w=cv(T2−T1)，得：cv===.0533kJ/kg.KT−T400−10021又：wt=nw=.149×200=298kJ/kg，∆h=q−wt=cp(T2−T1)得：q−wt40−298kJkgKc===.0860/.PT−T400−10021{注意：本题中未指明气体种类，故不能认为其绝热指数κ=4.1；同理，气体常数亦不能按R=287J/kg.K处理。}khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！•34-14（一）按V2=600m/h计算时（注意：此时，三种压缩过程的质量流量不相等）：定温压缩：••pV6.0×106×600/360022m===.1189kg/sRT287×2932•p1.01N=mRTln()=.1189×.0287×293×ln=−179.15kW=NT1maxp6.02定熵压缩：k−14.1−1p6.0T=T(2)k=293×()4.1=489.87K21p1.01••pV6.0×106×600/360022m===.07113kg/sRT287×489.872khaw.comk•N=mR[T−T]s12k−14.1=×.07113×.0287×[293−489.87]=−140.66kW=Nmin4.1−1多变压缩：n−1.122−1p6.0T=T(2)n=293×().122=404.75K21p1.01••pV6.0×106×600/360022m===.08609kg/sRT287×404.752n•N=mR[T−T]s12n−1.122=×.08609×.0287×[293−404.75]=−153.13kW.122−1•3（二）按V1=600课后答案网m/h计算时，•p36001.01Nmin=NT=p1V1ln()=1.0×10××ln=−29.86kWp36006.02k−1k•pN=N=pV1[−(2)k]maxs11k−1p14.1−14.1www.hackshp.cn66006.04.1−3=×1.0×10××1[−()]×10=−38.99kW4.1−136001.0n−1n•pN=pV1[−(2)n]n11n−1p1.122−1.12266006.0.122−3=×1.0×10××1[−()]×10=−35.254kW.122−136001.0•（三）按m=600kg/h计算时，•p6001.01N=N=mRTln()=×.0287×293×ln=−25.11kWminT1p36006.02k−1k•pN=N=mRT1[−(2)k]maxs1k−1p14.1−14.16006.04.1−3=××.0287×2931[−()]×10=−32.79kW4.1−136001.0khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！n−1n•pN=mRT1[−(2)n]n1n−1p1.122−1.1226006.0.122−3=××.0287×293×1[−()]×10=−29.64kW.122−136001.0p终64-15压缩过程的总升压比为==60，采用二级压缩时，各级的升压比为p1.01β=60=.7746，故应采用二级压缩（也可根据压缩终温的高低来确定压缩级数）opt最佳中间压力为：p=β⋅p=.7746×1.0=.07746MPa,2optopt1n−1.125−1压缩终温为：T=T=T(β)n=293×.07746.125=441.25K=168.25℃终21opt4-18用下标“1”表示空气，下标“2”表示冷却水，则•465冷却水吸收的热量：Q=cm∆T=.41868××14=.7571kW22223600•khaw.com•pV1.0×106×250/360011空气的质量流量：m1===.008258kg/sRT287×2931•n−k由热平衡关系可知：Q1=−Q2，即m1cv1∆T1=−Q2n−1•由此可解得：n=kcv1∆T1+Q2/m1=4.1×.0718×130+.7571.0/08258=.1202•.0718×130+.7571.0/08258cv1∆Tq+Q2/m1n.1202−1因此：p=p(T,2max)n−1=1.0×(423).1202=.0889MPa,2max1T2931n−1n•pN=pV1[−(2)n]11n−1p1.1202−1.12026250.0889.1202−3=×1.0×10×1[−()]×10=−18.33kW.1202−136001.0••••或：N=Q−∆H=−Q−mc∆T=−.7571−.008258×.1005×130=−18.36kW1课后答案网121p11补充题(多级压缩过程计算)3某三级压缩的活塞式压气机，每小时吸入p1=0.1MPa，t1=20℃的空气90m，压缩到终压p4=34.3MPa。设三级压缩过程均为n=1.25的可逆多变压缩。求:www.hackshp.cn(1)最佳分级增压比及各中间压力；(2)各气缸的出口温度；(3)压缩机的总耗功率；(4)压缩过程中空气的总放热量；(5)中间冷却器中空气的总放热量p解：(1)最佳分级增压比：β=β=β=34=712optp1各中间压力：p=βp=7×1.0=7.0MPa,p=βp=7×7.0=9.4MPa211322.125−1n−1(2)各气缸的出口温度：T=T=T=Tβn=293×7.125=4324.K23411(3)压缩机的总耗功率：••pV1.0×106×9011m===107.03kg/h=.00297kg/sRT287×2931khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！•••nN=W=3mw=3mR(T−T)tt21n−1.125=3×107.03××.0287×(4324.−293).125−1=64230.52kJ/h=17.84kW(4)压缩过程中空气的总放热量：••n−κ.125−4.1Q=3mc(T−T)=3×107.03××.0718×(4324.−293)v21n−1.125−1=−19282.58kJ/h=−.5356kW(5)中间冷却器中空气的总放热量：••Q=2mc(T−T)=2×107.03×.1005×(293−432)4.中p"22khaw.com=−29989.16kJ/h=−.8330kW第五章W7005-2、解:该循环的热效率为:η===70%tQ10001T400相应卡诺循环的热效率为:η=1−2=1−=60%cT10001∵η>η,不符合卡诺定理.故循环不能实现.tc5-3、解：循环的T−s图课后答案网q=c(T−T)=.101×(1000−300)=707kJ/kg1p21Twww.hackshp.cn2q=T(s−s)=T(s−s)=Tcln23313211pT11000=300×.101×ln=3648.kJ/kg300q3648.2η=1−=1−=48.40%tq7071w=q−q=707−3648.=3422.kJ/kg125-6、已知：逆向卡诺循环，Q"=1200kJ/K⋅h1求：（1）按热泵循环运行，t=20℃，t=0℃时的功率N；12（2）按制冷循环运行时，T的极限值——N值与（1）相同。1解：（1）Q=20×1200=2400kJ/h1T293供暖系数ε=1==14.652T−T293−27312Q24000耗功率N=1==1638.23kJ/h=.0455kWε14.652khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！（2）此时，T=293K2TQ1200×(T−T)制冷系数ε=2=2=121T−TN1638.23122T2⋅N293×1638.23(T−T)===4001212001200(T−T)=20,T=T+20=313K=40℃12125-12、已知：p=5.0MPa,T=400K，定温压缩，p=1MPa；112实际耗功w=.125w；环境温度T=300Kss,T0求：压缩每kg气体的总熵变解：对应于1kg气体，p2w=.125w=−.125RTlnss,Tkhaw.comp11=−.125×.0287×400×ln=−330.42kJ/kg1.0q=∆h+w=w=−330.42kJ/kgssq=−q=330.42kJ/kg环pq总熵变为：∆S=∆S+∆S=Rln1+环境总环境pT201.0330.42=.0287×ln+=−.06608+.11014=.04406kJ/kg.K13005-14、推导循环热效率计算式。解：循环的p−v图与T−s图：课后答案网q1=T1(s2−s1)=RTwww.hackshp.cn1lnvv21v3q=c(T−T)+T(s−s)=c(T−T)+RTln2v12234v122v4v3c(T−T)+RTlnv122qc(T−T)+T(s−s)v2v122344η=1−=1−=1−tq1T1(s2−s1)RTlnv21v1（注意：q,q均为绝对值）12pVpV5-16、解:由已知条件可得:m=11=.04453kg,m=22=.02378kg12RTRT12本题为定容绝热混合过程,故有∆U=0设混合后的温度为Tm,则有:m1cv(Tm−T1)+m2cv(Tm−T2)=0khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！因此,m1T1+m2T2.04453×313+.02378×293306.0433.04℃T===K=mm+m.04453+.0237812混合过程的熵变化则为:TmVTmV∆S=∆S+∆S=m(cln+Rln)+m(cln+Rln)121v2vTVTV1122306.04306.04=.04453×.0(718ln+.0287ln)2+.02378×.0(718ln+.0287ln)2313293=.04453×(−.001624+.019893)+.02378×.0(03117+.019893)≈.0136kJ/K{注：①本题中，因过程绝热，故过程的熵变也就是过程的熵产；②如把题目改为定压绝热混合过程，则能量平衡式变为∆H=0，TT混合过程的熵变化则为:∆S=∆S+∆S=mclnm+mclnm}121p2pTT12•5-18、已知：khaw.comm=5.0kg/s1（1）不可逆绝热膨胀，t1=25℃，p2=p1，N"=20kW，求t2"；5.2（2）定熵膨胀，1p=p，求N理论215.2••解：（1）不可逆绝热膨胀。因过程绝热，故N"=−∆H=mc(t−t)"p12N"20→t"=t−=25−=−148.℃21•5.0×.1005mcp（2）定熵膨胀：k−1k•pN=mRT1[−(2)k]理论1k−1p14.1−14.114.1−3=×5.0×.0287×298×1[−()]×10=34.47kW4.1−15.2课后答案网n−13.1−1p15-19、解:气体的态终态温度为：T=T(2)n=303×()3.1=5155.K21p1.01对应于每公斤空气：空气的熵变化量：T2p25155.1∆S空气=m(cplnwww.hackshp.cn−Rln)=1×.1[005×ln−.0287ln]=−.01267kJKTp3031.011n−κ3.1−4.1Q=mc(T−T)=1××.0718×(5155.−303)=−50.86kJ空气v21n−13.1−1环境的熵变化量：Q0−Q空气50.86∆S====.01754kJ/K0TT29000所以，由空气与环境所组成的孤立系统的熵变化为：∆S=∆S+∆S=−.01267+.01754=.00487kJ/Kiso空气0n−12.1−1p2.05-21、T=T(2)n=800×()2.1=611.78K21p11.8314R==.02969kJ/kg⋅K28khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！k4.1c=R=×.02969=.10392kJ/kg⋅Kpk−14.011c=R=×.02969=.07423kJ/kg⋅Kvk−14.0RT12969.×8003RT22969.×611.783v===.02375m/kg,v===.09082m/kg1626p11×10p22.0×10R.02969w=(T−T)=(800−611.78)=279.41kJ/kg12n−12.0w=ex−ex=(u−u)−T(s−s)+p(v−v)max,u1−2u1,u2,12012012Tp22=c(T−T)+T(cln−Rln)+p(v−v)v120p012Tp11611.78.83142.03khaw.com=.07423×(800−611.78)+300×.1(0392ln−ln)+1.0×10×.0(2375−.09082)800281=139.72+300×(−.02788+.04778)−67.07=132.35kJ/kg即w≺w，两者相差部分消耗于压缩环境。max,u1−265-22、p1V2.0×10×10kgm===13.937RT287×5001Q=mc(T−T)=13.937×.1005×(600−500)=14007.kJp21TTT002Ex=1(−)δQ=1(−)mcdT=mc[(T−T)−Tln]=634.57kJQ∫∫pp210TTT1A=Q−Ex=14007.−634.57=766.13kJnQ5-24、解：实际循环：T0"320η=1−=1−=67.35%t课后答案网T"980Q=1(−η)Q=1(−.06735)×1000=3265.kJ2t1W=Q1−Q2=6735.kJT300可逆循环：η=1−0=1−=70%，W=ηQ=7.0×1000=700kJccc1www.hackshp.cnT1000故：l=W−W=700−6735.kJ=265.kJc1111又，∆S=(−+)Q+(−+)Qiso12TT"T"T001111=(−+)×1000+(−+)×3265.=.00884kJ/K1000980320300因此：T∆S=300×.00884=26.52kJ=l0iso第七章7-2．已知：p=3MPa,x=9.0。求h,u,v,s解：（1）用水蒸汽表：由P269附表2，p=3MPa时,有：khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！3v"=.00012166m/kg3→v=v"+x(v"−v)"=.006011746m/kg3v"=.0066662m/kgh"=10082.kJ/kg→h=h"+x(h"−h)"=2623.691kJ/kgh"=2803.19kJ/kgs"=.26454kJ/kg⋅K→s=s"+x(s"−s)"=.58314kJ/kg⋅Ks"=.61854kJ/kg⋅K6−3u=h−pv=2623.69−3×10×.00601174×10=2443.3378kJ/kg（2）用水蒸汽图：由水蒸汽的h−s图（附图）可查得：3v=.006m/kg，h=2632kJ/kg，s=.585kJ/kg⋅K6−3u=h−pv=2632−3×10×.006×10=2452kJ/kg37-3．已知：V=60L=.006m,t=210℃，m=.057kg。求：x,v,hv解：由t=210℃，→p=.19079MPa,h"=8978.kJ/kg,h"=27964.kJ/kg,s33khaw.comv"=.00011726m/kg,v"=.010422m/kg所以，干饱和蒸汽体积：Vmvm3kg"="=.57×.010422=.0594054/v3饱和水体积：V"=V−V"=.006−.00594=.0005946mV".00005946mv.057饱和水质量：m===.0507，x===.0529lv".011726m.057+.05073v=v"+x(v"−v)"=.00011726+.0529×.0(10422−.00011726)=.05568m/kgh=h"+x(h"−h)"=8978.+.0529×(27964.−897)8.=1902.16kJ/kg7-7．已知：“1”：湿蒸汽p=3.0MPa,x=.094→水；•3“2”：空气V0,2=4000Nm/h,t2"=0℃，t2"=120℃•求：m1••p0V0,2101325×4000解：m2===5172.88kg/hRT287×2730由p=3.0MPa课后答案网,查表得:h"=561.58kJ/kg,h"=2725.26kJ/kg→h=h"+x((h"−h)"=2595.44kJ/kg••湿蒸汽放热：Q=m(h−h)1112••空气吸热：Q=mc(t"−t)"22p222••由热平衡关系Q=Q，可得：www.hackshp.cn12••m2cp(t2"−t2)"5172.88×.10045×(120−)0m1===3066.kg/hh−h"2595.44−561.5817-11．解：h=3350kJ/kg,s=.696kJ/kg⋅K11（1）可逆绝热膨胀时s=s=.696kJ/kg⋅K21由p=5kPa,s查图得h=2120kJ/kg,x=.08172222w=h−h=3350−2120=1230kJ/kgt12（2）不可逆绝热膨胀时(s)"=s+s=.696+.025=.721kJ/kg⋅K21g由p=5kPa,s"查图得h"=2175kJ/kg,x=.08432222w"=h−h"=3350−2175=1175kJ/kgt127-12．已知：p=4.1MPa，t1=25℃，x2=.096，t3=300℃。•m=10t/h，耗煤量B=1430kg.h，q=29400kJ/kg热值khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！•（1）7Q=q⋅B=29400×1430=.42042×10kJ/h煤热值"1"为过冷水,h=ct=.419×25=104.75kJ/kg,u≈h1p1113h=30398.kJ/kg,v=.022318m/kg,查水蒸汽表，得33u=h−pv=2727.35kJ/kg3333••7Q=m(h−h)=10×1000×(30398.−104.75)=.29351×10kJ/h汽31•Q汽.29351η===.06981=69.81%khaw.comB•.42042Q煤3h=2711.01kJ/kg,v=.01352m/kg,（2）查水蒸汽表，23u=h−pv=2521.73kJ/kg2222••36Q=m(h−h)=10×10(30398.−2711)0.=.3288×10kJ/h2−332••36∆U2−3=m(u3−u2)=10×10(2727.35−2521.73)=.20562×10kJ/h7-14．已知：p1=5.1MPa，节流至p2=2.0MPa,t2=130℃求：x1解：由p=2.0MPa,t=130℃查水蒸汽的h−s图，得h=2732kJ/kg222因1-2是节流过程，所以有h=h=2732kJ/kg12再由p1=5.1MPa,h1=2732kJ/kg，水蒸汽的h−s图，可得x1=.0968课后答案网第八章8-5．已知：5t=25℃，p=10Pa,ϕ=50%,m=10000kg求：td,ρv,d,ρ,ρa,V解：由t=25℃→p=.31712kPas所以pv=ϕpswww.hackshp.cn=7.0×.31712=.15856kPa→td=13.15℃3pv.15856×10d=622=622×=10.02g/kg(a)53p−p10−.15856×10v3pv.15856×103ρ===.001153kg/mvRT8314v×29818.02ρv.0011533ρ===.11507kg/ma−3d10.02×103ρ=ρ+ρ=.001153+.11507=.116223kg/mvam100003V===8604.15mρ.116223•38-8．已知：绝热混合过程，V1=15m/min,ϕ1=30%,t1=20℃；•3V2=20m/min,ϕ2=80%,t1=35；p1=p2=1013.kPa求：h,d,t,ϕ3333解：（1）计算法khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！由ϕ=30%,t=20℃查h−d图得：h=31kJ/kg(a),d=.422g/kg(a)1111由ϕ2=80%,t1=35℃查h−d图得：h2=110kJ/kg(a),d2=29g/kg(a)p•a1••⋅V1•又ma1ρa1V1RaT1pa1V1T21006.×15×308=====.0819=A••p••a296.85×20×293ma2ρa2V2⋅V2pa2V2T1RTa2••所以：d=ma1d1+ma2d2=Ad1+d2=.0819×.422+29=17.84g/kg(a)3••A+1.0819+1ma1+ma2••ma1h1+ma2h2Ah1+h2.0819×31+110h====74.431kJ/kg(a)3••A+1.0819+1ma1+ma2h3−.0001×2501d374.43−.0001×2501×17.8429.812t====28.58℃3.101+.0001×.185d.101+.0001×.185×17.84.1043khaw.com3由t3=28.58℃查得ps3=.3916kPa由pvd3p17.84×1013.d=622得:pv3===.2824kPa→p−pv622+d3622+17.84pv3.2824ϕ===72.11%3p.3916s3（2）图解法由h−d图得，p=7.0kPa→p=p−p=1013.−7.0=1006.kPav1a1v1p=.445kPa→p=p−p=1013.−.445=96.85kPav2a1v1•由ma1=.0819，按此例确定点“3”后可查得：•ma2h=713.kJ/kg(a),d=169.g/kg(a),ϕ=715.%,t=28℃33338-11．解：由焓-含温量图查得：h=31kJ/kg(a),d=d=2.6g/kg(a)1课后答案网21h=h=515.kJ/kg(a),d=127.g/kg(a)233p=1kPa,∴pv11000−33v1ρv1===.7532×10kg/mRT461×288v1−3−33ρ=ρ/d=.7532×102.6/×10=.12148kg/ma1v11m=ρV=.12148×200=242.96kgaa11www.hackshp.cnpV(101300−1000)×200{或m=a11=≈2427.kg}aRT287×(15+273)a1（1）空气在加热器中的吸热量Q=m(h−h)=242.96×(515.−31)=4980.68kJ[炒1−2a21（2）空气在干燥器中吸收的水份m=m(d−d)=242.96×(127.−)2.6=1579gw2−3a328-12．解：由焓-含温量图查得：h=155.kJ/kg(a),d=2.4g/kg(a);h=61kJ/kg(a),d=14g/kg(a)1122h(未知),d=d=2.4g/kg(a);h=449.kJ/kg(a),d=.915g/kg(a)AA1ccp=.147kPavC∴pvC1470−33ρ===10.85×10kg/mvCRT461×294vC−3−33ρ=ρ/d=10.85×10.9/15×10=.11858kg/maCvCC••ma=ρa1V1=.11858×12000=142295.kg/hkhdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！对于混合过程（A，2）→C，由质量守恒关系式可解得：•••m=m+m=142296.kg/haa1a2••m≈70409.kg/h;m≈71887.kg/ha1a2•ma2h=h−(h−h)=449.−.1021(61−44)9.=285.kJ/kg(a)AC•2Cma1根据hA=285.kJ/kg(a),dA=2.4g/kg(a)，从h-d图查得tA≈16℃8-13．已知t1=10℃，ϕ1=30%,t2=20℃，热湿比ε=3500求：d,h,ϕ222解：由焓-含温量图查得：h≈52kJ/kg(a),d≈123.g/kg(a);ϕ≈85%2228-14．由焓-含温量图查得：h=995.kJ/kg(a),d=25g/kg(a);h=449.kJ/kg(a),d=.915g/kg(a)khaw.com1122（1）处理过程中除去的水份••mw=ma(d−d)=4500×(25−.915)=71325g/h12••放热量：Q=ma(h1−h2)=4500×(995.−44)9.=245700kJ/h（2）35℃的纯干空气冷却到21℃应放出的热量：••Q"=mc(t−t)=4500×.1005×(35−21)=63315kJ/hap12第九章22c509-3、T=T+1=(80+273)+=3542.K012c2×1005pκ4.1p=p(T0)κ−1=5.2×(3542.)4.1−1=.253MPa01T3531RT0287×3542.3v===.00402m/kg0课后答案网6p0.253×10pb5.1∵==.0593≻β,∴p=p=5.1MPa2bp0.253κ−14.1−1p5.1T=T(2)κ=353×()4.1=3052.K21p5.21RT2287×www.hackshp.cn3052.3v===.00584m/kg26p5.1×102κ−12κpc=pv1[−(2)κ]200κ−1p04.1−12×4.165.14.1=×.253×10×.00402×1[−()]=3144.m/s4.1−15.2•−4f2c21×10×3144.m===.05384kg/sv.005842p1.09-7、（1）∵2==2.0＜β，∴选用缩放喷管；p5.01κ−14.1−1（2）c=2κRT1[−(p2)κ]=2×4.1×287×6001[−)2.0(4.1]=666.58m/s21κ−1p4.1−11κ−14.1−1pT=T(2)κ=600×2.04.1=378.83K21p1khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！RT2287×378.833v===.10872m/kg26p1.0×102•mv25.1×.10872−322f===.24465×10m=24.465cm2c666.582（3）c"=ηc=.095×666.58=649.70m/s2N2T"=T−η(T−T)=600−.095(600−378.83)=389.89K21N12RT2"287×389.893v"===.1119m/kg26p21.0×10•mv2"5.1×.1119−322f"===.25835×10m=25.835cm2c"649.7029-9、定熵滞止参数（因c1=200m/s，故必须考虑c1的影响）22c2001T=T+=1000+=1020Kkhaw.com012c2×103pκ4.1T1020p=p(0)κ−1=1×()4.1−1=.10777MPa01T10001k−1.136−13R=c=×10=2647.J/kg⋅Kpk.136RT02647.×10203v===.02505m/kg06p.10777×100k.13622β=()k−1=().136−1=.0535k+1.136+1（1）喉部：p1.02∵==.00928≺β,p.107770∴p=p=βp=.0535×.10777=.05767MPaminc02课后答案网k2×.136c=c=RT=×2647.×1020=5578.m/sminc0k+1.136+1c"=ηc=.095×5578.=5437.m/sminnminκ−1.136−1T=T(pmin)κ=1020×(.05767).136=8644.Kmin0p.107770T"=T−η(T−T)=1020−.095×(1020−864)4.=8722.Kmin0n0www.hackshp.cnminRT"min2647.×8722.3v"===.04003m/kgmin6p.05767×10min•mv"min5×.0400322f"===.000368m=368.cmminc"5437.min4f"min4×.000368d"===.006845mminππ（2）出口：khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！k−1.136−1c=2kRT1[−(p2)k]=2×.136×2647.×10201[−(1.0).136]=9761.m/s20k−1p.136−1.107770c"=ηc=.095×9761.=9514.m/s2n2κ−1.136−1p1.0T=T(2)κ=1020×().136=5436.K20p.107770T"=T−η(T−T)=1020−.095×(1020−543)6.=5674.K20n02RT"22647.×5674.3v"===.1502m/kg26p21.0×10•mv"25×.150222f"===.000789m=789.cm2c"9514.24f"24×.000789d"===.01002m2ππ（3）渐扩段长度：d"2−d"min具体值与顶锥角ϕ的大小有关。l=khaw.comϕ2tan29-12、解：本题中的工质为水蒸汽，故利用水蒸汽的h−s图进行计算。定熵流动，不考虑进口流速，直接将进口参数作为滞止参数。由进口蒸汽参数p1=2MPa，t1=300℃，可知其为过热蒸汽状态，得h=3015kJ/kg，k=,3.1β=.0546,p=βp=.1092MPa1c133h=2890kJ/kg,v=.020m/kg;h=2460kJ/kg,v=.152m/kgcc22所以：c=(2h−h)=2×(3015−2890)×1000=5000.m/sc1cc=(2h−h)=2×(3015−2460)×1000=10536.m/s212•−4fmincc20×10×5000.m===.500kg/sv.020c•mv2.500×.152−322f===.7213×10m=72.13cm2c2课后答案网10536.9-13、解：本题中的工质为水蒸汽，故利用水蒸汽的h−s图进行计算。过程如图所示：其中0-1为绝热节流过程1-2为喷管内的流动过程。对于过热水蒸汽，β=.0546p2.1∵b==www.hackshp.cn.075＞β，故应采用渐缩喷管p6.11(p=.0546×6.1=.08736MPa)c由水蒸汽的h-s图查得：3h=h=3225kJ/kg,h=3135kJ/kg,v=.0232m/kg1022忽略喷管进口流速时，有：c=(2h−h)=2×(3225−3135)×1000=4243.m/s212•−6f2c2200×10×4243.m===.0366kg/sv.023229-16、空气可用理想气体处理，理想气体经绝热节流后温度不变，故有v（1）熵增∆s=s=Rln2=.0287×ln2=.0199kJ/kg⋅Kgv1（2）焓火用损失ex−ex=(h−h)−T(s−s)=T∆s=300×.0199=597.kJ/kgh1h2120120khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！第十一章11-1、①循环如右图，其中：T=263K,T=293K13TT263由ε=1→T=1+T=+263=3682.K1211T−Tε5.2211κ4.1所以p=p(T2)κ−1=1.0×(3682.)4.1−1=.03247MPa21T2631T263②又T=1×T=×293=2093.K=−637.℃43T3682.2q=c(T−T)=.1005×(263−209)3.=53.97kJ/kg2p14•Q84600所以m=0==1567.54kg/h=.04354kg/sq53.972•③压缩机耗功率N=mc(T−T)=.04354×.1005×(3682.−263)=46.03kWkhaw.comCp21•④N=N−N=mc[(T−T)−(T−T)]CTp2134=.04354×.1005×[(3682.−263)−(293−2093.)]=.941kW11-2、解：循环的T-s图如右图所示p（循环增压比为π=2=4）。p1压缩机出口温度：κ−14.1−1p4.0T=T(2)κ=300×()4.1=4458.K21p1.01膨胀机出口温度（即空气进入冷藏室的温度）κ−1κ−14.1−1pp1.0T=T(4)κ=T(1)κ=305×()4.1=2052.K433pp4.032κ−1κ−1TppTT（注意：对于本制冷循环，∵4=(4)κ=(1)κ=1，故有：T=1⋅T。43课后答案网T3p3p2T2T2当1、2、3点的温度已知时，即可用此式计算4点的温度）q=c(T−T)=.1005×(300−205)2.=95.27kJ/kg2p14q=c(T−T)=.1005×(4458.−305)=141.50kJ/kg1p23w=q−q=141.50−95.27=46.23kJ/kg12www.hackshp.cnq295.27ε===.2061w46.23或：T130011.206ε===.206,ε===11κ−1κ−1T2−T14458.−300κκπ−14−111-5、解：因题中未说明过冷度，故认为无过冷，冷凝器出口为饱和液体，循环的p-h图如右图所示。由教材288页附图查得：h=1455kJ/kg,h=1635kJ/kg,h=h=345kJ/kg1243冰的融解热为：λ=80kcal/kg=80×.41868=3349.kJ/kg（1）制冷量:Q=1000×3349.=334900kJ/h0（2）制冷剂的质量流量：每kg制冷剂的循环制冷量为：q=h−h=1455−345=1110kJ/kg214•Q334900故制冷剂流量为m=0==3017.kg/hq11102khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 课后答案网：www.hackshp.cn若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！（3）制冷机的功率：循环净功：w=h−h=1635−1455=180kJ/kg021•N=mw=3017.×180=54306kJ/h≈151.kW0(4)冷凝器的负荷（该热量需由冷却水带走）：•Q=m(h−h)=3017.×(1635−345)=389193kJ/h123•Q389193冷却水消耗量:m=1==11620kg/h水c(t"−t)".41868×(20−12)p水11-6、解：循环的p-h图如右图所示。由教材288页附图查得：h=1446kJ/kg,h=1678kJ/kg,12h=h=323kJ/kg43（1）对应于每kg制冷剂khaw.com循环制冷量：q2=h1−h4=1446−323=1123kJ/kg循环净功：w=h−h=1678−1446=232kJ/kg21q1123故理论制冷系数为：ε=2==.4841w232•Q4×105（2）制冷剂的质量流量：m=0==3562.kg/hq11232•（3）消耗的功率：N=mw=3562.×232=826384.kJ/h=22.96kW11-10．蒸发压力为对应于7℃的饱和水的压力，冷凝压力为对应于30℃的饱和水压力。由饱和水蒸汽表查得：蒸发压力p=.1002kPa0冷凝压力p=.4245kPak7℃时，又有h"=29.42kJ/kg,h"=2513.39kJ/kgh=h"=29.42kJ/kg,2所以，h=h"+x(h"−h)"=29.42+.098(2513.39−29.42)3课后答案网=2463.71kJ/kg蒸发器的热平衡关系为：•••mct=mh+mh（1）1p12233蒸发器的质量守恒关系为：⋅•⋅•⋅•m1=m2+m3www.hackshp.cn（2）（1）、（2）联立，解得：••m补水=m3=13.924kg/min•••m1=m2+m3=1013.924kg/min装置的制冷量为：•Q=m3.0(98r)=13.924×.098×2484=338955.kJ/min0•{Q=m(ct−h)=338955.kJ/min}01p12q211-11．原循环：制冷量q,耗功w,制冷系数ε=201w0q"q"新循环：制冷量q,"耗功w"=.105w,制冷系数ε"=2=22001w".105w00因ε1"=ε1，所以q2"=.105q2。即制冷量也增加5%。采取措施：液体过冷。khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com'