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第三章 习题解答

3-1

20?2.67?105 kJ 60(2) 系统与外界无热、功交换，则?U?0

(1) ?U?n?q???2000?400?空气温度升高是因为人体散热给空气。 3-2

Q?1200?60?1140 kJ

Q??U?W 搅拌器对水做功

??U?Q?W?1140???0.04?20?60??1188 kJ 3-3

Q??U?W (Q=0)

?U??W?mgh?450?9.8?30?132.3 kJ ?t??U132.3??6.3℃ mc5?4.1868t2?t1??t?20?6.3?26.3℃ 3-4

Q??U?W

W?Q??U?12?20??8 kJ 压缩过程

3-5

对2-b-1：?U?Q?W??7???4???3 kJ 由???U?0，得：?U1-2?3 kJ ∴ 1-a-2：W?Q??U?10?3?7 kJ 1-c-2：Q??U?W?3?2?5 kJ

工程热力学 9

3-6

由 Q??E?W，得：

?E1?1100 kJ，?E2??100 kJ，?E3??950 kJ 由???E?0，得：?E4??50 kJ

W4?Q4??E4?0???50??50 kJ 3-7

q??u?w?u2?u1??pdv12 ??1.5p2v2?85???1.5p1v1?85????av?b?dv12?a? ?1.5?p2v2?p1v1???v2?bv?

?2?0.2?800 ?1.5?200?1.2?1000?0.2??1.22?0.22??2 ?1160?1.2?0.2??660 kJ/kgQ?mq?1.5?660?990 kJ

1.23-8

取整个容器为闭口系，由Q??U?W (Q=0，W=0) ∴?U?0

m1cv?T?T1??0，∴T?T1?300 K

p?m1RTm1RT1p1???100 kPa V1?V26V163-9

根据开口系统能量方程简化得：

m0h0?m2u2?m1u1，m0?m2?m1

m1?p1VpV，m2?2 RT1RT210

工程热力学

四式联立?p2?p0?，得：

T2?T1??T0T1???T0?T1?p1p2?283?1.4?298283??1.4?298?283?50 500 ?398.3 K3-10

?Q1??1.78℃ (1) t1??t1??t?0??mc0.56?1??t2?t1??0.56?1??250?1.78??139 kW (2) Q?mc(3) 若加热有阻力，则结果(1)仍正确，而使空气在加热器中

的吸热量减少。 3-11

向真空储气罐内充气：T??T0?1.4?300?420 K 放置较长时间冷却为等容过程： p?pp5?106??p???T???300?3.57 MPa T?TT4203-12

(1)T??T0?1.4?473?662 K?389℃ (2)弹簧伸长量：L?kp 压缩弹簧做功：

kAp2A?kp?ppVW??pAdL??pAd?kp????

10222pVmRTmh0?mu??mu?

22mRTmcpT0?mcvT?

2cp7T?T0??473?552 K?279℃

cv?R26(3) mh0?mu?pV?mcvT?mRT

2p∴T?T0?473 K?200℃

工程热力学

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