工程熱力學第四版答案

1、工程熱力學第 4 版習題解 1 工程熱力學第 工程熱力學第 4 版習題解 版習題解 本題解是沈維道、 童鈞耕編寫高等教育出版社出版的“十一五”國家級規(guī)劃教材《工程熱力學》第 4 版的配套資料。本題解提供的解法是從教學的角度出發(fā)的，未必是唯一的或是最好的，題解中出現(xiàn)的錯誤懇請讀者批評指正。 上海交通大學機械與動力工程學院 童鈞耕 2007/11/22 第一章 基本概念 第一章 基本概念 1-1 英制系統(tǒng)中采用華氏溫標，它規(guī)定在標準大氣壓

2、（101 325 Pa ）下純水的冰點是32 F ° ，汽點是 212 F ° ，試推導華氏溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系。 解： C F { } 0 { } 32212 32 100 0t t ° ° ? ? = ? ?F C C 180 9 { } { } 32 { } 32 100 5 t t t ° ° ° = + = +1-2 英制系統(tǒng)中朗肯溫度與

3、華氏溫度的關(guān)系為 R F { } { } 459.67 T t ° ° = + 。已知熱力學絕對溫標及朗肯溫標在純水冰點的讀數(shù)分別是 273.15K 和 491.67 R ° ；汽點的讀數(shù)分別是 373.15K 和671.67 R ° 。 （1）導出朗肯溫度和開爾文溫度的關(guān)系式； （2）開爾文溫標上絕對零度在朗肯溫標上是多少度？ 解： （1）若任意溫度 T 在朗肯溫標上讀數(shù)為 ( R) T &#

4、176; 在熱力學絕對溫標上讀數(shù)為 T（K） ， 則 671.67 491.67 ( R) 491.67373.15 273.15 (K) 273.15TT? ° ? = ? ?解得 R K { } 1.8{ } T T ° =（2）據(jù)上述關(guān)系 K { } 0 T = 時， R { } 0 T ° =工程熱力學第 4 版習題解 3 的絕對壓力（以 MPa 表示） 。如果容器中的

5、絕對壓力不變，而氣壓計上水銀柱高度為770mm b p′ = ，求此時真空表上的讀數(shù)（以 mmHg 表示）是多少？ 解： 解：容器中氣體壓力低于當?shù)卮髿鈮毫Γ式^對壓力 b v (755 600)mmHg 155mmHg 0.0207MPa p p p = ? = ? = =若容器中絕對壓力不變，而大氣壓力變?yōu)?b 770mmHg p′ = 。則此時真空表上的讀數(shù)為 v b (770 155)mmHg 615mmHg p p p ′ ′

6、 = ? = ? =1-7 用斜管壓力計測量鍋爐煙道煙氣的真空度（如圖 1-24）管子的傾斜角 30 α = ° ，壓力計中使用密度 3 3 0.8 10 kg/m ρ = × 的煤油，斜管中液柱長度 200mm l = 。當?shù)卮髿鈮毫?v 745mmHg p = 。求煙氣的真空度（以 mmH2O 表示）及絕對壓力（以 Pa 表示） 。 圖 1-2 解： 解：傾斜式壓力計上讀數(shù)即煙

7、氣的真空度 v3 3 3 2sin200 10 m 0.5 0.8 10 kg/m 9.81m/s 80 9.81Pap l g αρ?== × × × × × = ×因 2 1 1Pa mmH O 9.81 = 、 2 1mmHg 13.595mmH O = ，故 v 2 80mmH O p =煙氣絕對壓力 b v 2 252(745 13.595)mmH O 80mmH

8、O10048.3mmH O 0.9857 10 Pap p p = ? = × ?= = ×1?8 壓力鍋因其內(nèi)部壓力和溫度比普通鍋高而縮短了蒸煮食物的時間。壓力鍋的蓋子密封良好， 蒸汽只能從蓋子中間的縫隙逸出， 在縫隙的上方有一個可移動的小柱塞， 所以只有鍋內(nèi)蒸汽的壓力超過了柱塞的壓力后蒸汽才能逸出（圖 1-3） 。蒸汽周期性逸出使鍋內(nèi)壓力近似可認為恒定，也防止了鍋內(nèi)壓力過高產(chǎn)生的危險。若蒸汽逸出時壓力鍋內(nèi)壓力應達