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工程热力学第三章习题课1、已知某气体的分子量为29，求：（1）气体常数；（2）标准状态下的比体积及千摩尔容积；（3）在P = 0.1MPa，20℃时的比体积及千摩尔容积。1、已知某气体的分子量为29，求：（1）气体常数；（2）标准状态下的比体积及千摩尔容积；（3）在P = 0.1MPa，20℃时的比体积及千摩尔容积。3、某储罐容器为3m3，内有空气，压力指示为0.3MPa，温度计读数为15℃，现由压缩机每分钟从压力为0.1MPa，温度为12℃的大气中吸入0.2m3的空气，经压缩后送入储罐，问经多长时间可使储罐内气体压力升高到1MPa、温度升到50℃？解：由题意知：因为: 对储罐容器内原有的气体：对输入储罐容器的气体对达到要求后总的气体由题意知：所以 t = 72.79 min。4、若将空气从27℃定压加热到327℃，试分别用下列各法计算对每千克空气所加入的热 量，并进行比较。（1）比定值热容法；（2）平均比热容法；（3）比热容经验公式法；（4）应用空气热力性质表。并利用比定值热容法计算空气内能和熵的变化。解：(1) 依据热力学第一定律有对于定压流动，故 （1）按比定值热容计算 由附表3可查得空气的比定压热容：cp = 1.004 kJ/(kg·K)（2）按平均比热容计算 因为t1 = 27℃，t2 = 327℃查附表4可知：采用内插法，得所以空气分子量M = 29，则（4）应用空气热力性质表计算： 查附表6，得。 (3).按比热容经验公式计算 查附表2知：（5）利用比定值热容法计算空气内能和熵的变化① 空气内能的变化：因为由附表3查得空气的比定压热容：所以 ② 空气熵的变化：因为又因为空气是定压加热的，所以 故 6、两股压力相同的空气混合，一股温度400℃，流量120kg/h；另一股温度100℃，流量150kg/h。若混合过程是绝热的，比热容取为定值，求混合气流的温度和混合过程气体熵的变化量。6、两股压力相同的空气混合，一股温度400℃，流量120kg/h；另一股温度100℃，流量150kg/h。若混合过程是绝热的，比热容取为定值，求混合气流的温度和混合过程气体熵的变化量。6、两股压力相同的空气混合，一股温度400℃，流量120kg/h；另一股温度100℃，流量150kg/h。若混合过程是绝热的，比热容取为定值，求混合气流的温度和混合过程气体熵的变化量。6、两股压力相同的空气混合，一股温度400℃，流量120kg/h；另一股温度100℃，流量150kg/h。若混合过程是绝热的，比热容取为定值，求混合气流的温度和混合过程气体熵的变化量。8、一绝热刚性容器被隔板分成A、B两部分。A中有压力为0.3MPa、温度为200℃的氮气，容 积为0.6m3；B中有压力为1MPa、温度为20℃的氧气，容积为1.3m3.现抽去隔板，两种气体均匀混合。若比热容视为定值，求：（1）混合气体的温度；（2）混合气体的压力；（3）混合过程各气体的熵变和总熵变。解：（1）混合气体的温度取容器中两种气体为系统，则系统与外界无热量和功交换，依据热力学第一定律有，即U1 = U2。其中， 查附表3有： （2）混合气体的气体常数（3）混合过程各气体的熵变和总熵变9、容积为20升的氧气瓶中充入氧气后，压力为11MPa，温度为15℃，试用理想气体状态方程计算钢瓶内氧气的质量，并用压缩因子图校正。解：查表得氧气的临界参数为查压缩因子图得，z=0.95所以有：13、利用水蒸气表值填下表中的空白项 参数序号p/MPat/℃v/(m3/kg)h/(kJ/kg)s/(kJ/(kg.K)u/(kJ/kg)x = ?或是什么状态10.11802.0782835.87热蒸汽210.02000.0011480855.92.3176844.42未饱和水39.9875000.032803379643过热蒸汽40.00532.89822.2702052.6625x=0.79（湿蒸汽）17、某水蒸气锅炉的蒸发量为2000kg/h，正常工作时锅炉内压为1.4MPa，进水温度为20℃，输出的是干饱和蒸汽，试求加热速率是多少？若锅炉容积为5m3，1.4MPa的水占4m3，堵死锅炉进出口，试计算经过多少时间可以使锅炉达到其爆炸压力4MPa？不计锅炉本身的吸热量。解：（1）加热速率 对于输出的蒸汽：由于x = 1.0，查附表14可知： 对于进水：因为，为未饱和水。查附表15，可知： 由可知： 所以加热速率为： （2）爆炸时间 1.4MPa下，由于 查附表14可知： 由杠杆规则： ，查附表14可知： 再由由于物质没有外漏，故湿蒸汽的比体积没有变化，即： 故 则 所以爆炸时间为： 20、压力为0.1MPa的湿空气在t1=10℃，φ=0.7下