第一章基本概念及定义1、确定与1bar压力相当的液柱高度，假定测压流体为酒精（其密度为）。

2、如果气压计压力为83kPa，试完成以下计算：绝对压力为0.15Mpa时的表压力；真空计上读数为500mm水银柱时的气体的绝对压力；绝对压力为0.5bar时相应的真空度（mbar）；表压力为2.5bar时的绝对压力（kPa）。

3、水银压力计测量容器中气体的压力时，为避免水银蒸发，在水银柱上加一段水，水柱高900mm，如图1－17所示。

当时当地气压计上水银柱高度为Pb=755mm，求容器内气体的绝对压力为多少MPa和多少at？4、测冷凝器中压力的真空计上水银柱高度为PV=600mm，气压计上水银柱的高度为Pb=755mm，求容器中气体的绝对压力为多少MPa和多少at？又若冷凝器内气体压力保持不变，而大气压力变化到Pb'=770mm水银柱，问此时真空表上的读数有变化吗？如果有，变为多少？5、锅炉烟道中的烟气压力常用上部开口的斜管测量，如图1－18所示。

若已知斜管倾角，压力计中使用的煤油，斜管中液柱长度L=200mm，当地大气压力=0.1Mpa。

求烟气的绝对压力（用Mpa及at表示）。

解：烟气的绝对压力6、容器被一刚性壁分s为两部分，在容器的不同部位安装有压力计，如图1－19所示。

压力表B上的读数为75kPa，表C上的读数为0.11Mpa。

如果大气压力为97kPa，试确定表A上的读数，及容器两部分内气体的绝对压力。

7、上题中，若表C为真空计，读数为24kPa，表B读数为36kPa，试确定表A的读数（Mpa）。

8、实验设备中空气流过管道，利用压差计测量孔板两边的压差。

如果使用的是水银压差计，测得液柱高为300mm，水银密度为图1-20），试确定孔板两边的压差。

9、气体盛在A,B两气缸内，用一个具有不同直径的活塞联在一起，如图1-21。

活塞的质量为10kg，气体在缸A内的压力为，试计算气缸B解：通过活塞作用在气缸B内气体上的总力为10、气体初态为，在压力为定值的条件下膨胀到，求气体膨胀作的功。

11、某气缸内盛气体，缸内活塞自重2kgf，面积为，上方压有质量为m的重物。

上述系统处于平衡时，测得缸内气体表压力为0.2Mpa，求活塞上重物的质量m。

12、一个温度标尺，单位为“米制度”，用“”表示。

在此温度标尺上选取水的冰点和汽点分别为100及1000。

（1）如果标尺是线性的，试导出该温度标尺的温度与相应的摄氏温标上的读数间的关系；（2）在此新的温标尺上，热力学温标的绝对零度所对应的读数为多少？13、一个新的温度标尺[我们称之为热力学度（）这样定义：水的冰点和汽点分别取为10及210。

（1）如果温度标尺是线性的，试导出该温度标尺的温度与相应的摄氏温标上的读数间的关系；（2）若此温标上的读数为0，则绝对温度为多少K？14、理想气体状态方程式为pv=RT，试导出：（1）定温下气体p,v间的关系；（2）定压下气体v,T间的关系；（3）定容下气体p,T间的关系。

15、把压送到容积为得贮气罐里，气罐内起始表压力，终了时的表压力，温度由增加到。

试求被压入的的质量。

当时当地大气压。

解：充气前气罐内气体绝对压力充气后气体压力p2CO2的充气常数充气后气体质量m2压入气罐内气体质量第二章热力学第一定律1、0.5 kg的气体，在气缸活塞机构中由初态=0.7Mpa、＝0.02，准静膨胀到。

试确定在下列各过程中气体完成的功量及比功量：（1）定压过程；（2）＝常数。

2、为了确定高压下稠密气体的性质，取2kg气体在25MPa下从350K定压加热到370K。

气体初终状态下的容积分别为0.03及0.035，加入气体的热量为700kJ，试确定初终状态下的内能之差。

3、气体在某一过程中吸入热最量12kcal，同时内能增加了20kcal，问此过程是膨胀过程还是压缩过程？对外交换的功量为多少？4、1kg空气由＝1MPa、＝500 膨胀到＝0.IMPa、＝500 ，得到热量5O6kJ,作膨胀功506kJ。

又，在同一初态及终态间作第二次膨胀，仅加入热量39.1kJ，求：（1）第一次膨胀中空气内能增加多少？（2）第二次膨胀中空气内能增加多少？（3）第二次膨胀中空气作了多少功？解：取空气为闭系（1）第一次膨胀中空气内能的变化量（2）第二次膨胀中空气内能的变化量由于在同一储态及终态作第二次膨胀，而内能为整函数，故（3）第二次膨胀中空气作容积变化功W25、闭系中实施某过程，试填补表中空缺之数：6、其气体服从状态方程p(v-b)=R T。

式中，R为气体常数，b为另一常数，且对于任何v存在0＜b ＜v。

（a）试导出每千克气体从初始容积膨胀到终态容积所作准静功的表达式；（b）如果气体是理想气体，进行同样的过程所作的功是多些还是少些？7、如图2－25所示，某封闭系统沿a－c－b途径由状态a变化到状态b时,吸入热量84kJ，对外作功32kJ。

（1）若沿途径a一d-b变化时对外作功10kJ，求此时进入系统的热量。

（2）当系统沿曲线途径从b返回到初始状态a时，外界对系统作功20kJ。

求此时系统与外界交换热量的大小和方向。

（3）、时，过程a－d和d－b中交换的热量又是多少？解：热量为负，说明系统向外界放热8、某蒸汽动力厂中，锅炉以40X kg／h的蒸汽供给汽轮机。

汽轮机进口处压力表上读数为9MPa，蒸汽的比焓为3440kJ／kg，汽轮机出口处真空表上读数为730.6mm汞柱高，当时当地大气压是760mm汞柱，出口蒸汽的比焓为2245kJ／kg，汽轮机对环境放热6.85×kJ／h。

（1）汽轮机进出口蒸汽的绝对压力各是多少?（2）若不计蒸汽进出口的宏观动能的差值和重力位能的差值，汽轮机的功率是多少千瓦？（3）若进出口处蒸汽的速度分别为70m／s及140m／s时，对汽轮机的功率影响多大？（4）如进出口的高度差为1.6m，问对汽轮机的功率有多大影响？9、某冷凝器内的蒸汽压力为0.08a t。

蒸汽以100m ／s的速度进入冷凝器，其焓为500k c a l／k g，蒸汽冷却为水后其焓为41.6k c a l／k g，流出冷凝器时的速度约为10／S。

同每千克蒸汽在冷凝器中放出的热量是多少k J？10、某燃气轮机装置如图2.26所示。

已知的燃料和空气的混合物在截面1处以20m／s的速度进入燃烧室，并在定压下燃烧，使工质吸入热量q ＝879k J／k g。

燃烧后燃气进入喷管，绝热膨胀到状态3，，流速增到。

此后燃气进入动叶，推动转轮回转作功。

若燃气在动叶中的热力状态不变，最后离开燃气轮机的速度＝150m／s，求：（1）燃气在喷管出口的流速；（2）每千克燃气在燃气轮机中所作的功；（3）燃气流量为5.23k g/s时，燃气轮机的功率（k w）。

解：（1）燃气流速取截面1至截面3的空间作热力系，忽略重力位能的差值，稳定流动能量方程为因W net＝0，故（2）每千克燃气作功取截面3至截面4的空间作热力系。

燃气的热力状态不变。

稳定流动能量方程为 (3)燃气轮机功率N11、流速为 500m／s的高速空气流，突然受阻后停止流动。

如滞止过程进村迅速，以致气流会受阻过程中与外界的热交换可以忽略不计。

问在滞止过程中空气的焓变化了多少？12、某干管内气体的参数为某容积为0.53的绝热容器与干管间有阀门相联。

容器内最初为真空，将阀门打开使容器充气。

充气过程进行到容器内的压力为2MPa时为止。

若该气体内能与温度的关系为u＝0.72T，T为绝对温度，求充气后容器内气体的温度。

解：选容器内的气体作热力系，显然为一开口系。

充气过程中只有气体流入容器，没有气体流出。

充气过程满足开口系能量方程。

充气过程的个性条件为同时，忽略进入容器的气体动能和重力位能的变化，即能量方程简化为由于为干管中气体的焓h in假定为正值，则又m in等于加入系统总质量，等于m2（充气后容器内气体的质量）与m1（充气前容器内气体的质量）之差，最初容器为真空，m1＝0，故上式可写作充气后气体温度T2=第三章熵及热力学第二定律1、某动力循环中，工作流体在平均温度400℃下得到热量3150kJ/kg，向温度为20℃的冷却水放出热量1950kJ／kg。

如果流体没有其它的热交换，此循环满足克劳修斯不等式吗?2、某制冷循环中，工质从温度为-73℃的冷源吸取热量100k J，并将热量220k J传给温度为27℃的热源。

此循环满足克劳修斯不等式吗?3、两卡诺机A、B串联工作。

A热机在627℃下得到热量，并对温度为T的热源放热。

B热机从温度为T的热源吸收A热机排出的热量，并向27℃的冷源放热。

在下述情况下计算温度T：（1）二热机输出功相等；（2）二热机效率相等。

解：（1）当二热机输出功相等（）时，中间热源温度T上式可写成(2)当二热机的热效率相等（时，中间热源温度T'℃℃4、用卡诺热泵对某建筑物供热。

室外温度为-8℃，建筑物维持27℃，每小时供热量为2×kJ／h。

求：（1）从外界环境输入到建筑物中的热量；（2）要求输入的功率。

5、利用、表示图3-16a、b所示两循环的效率比，并求趋于无限大时的极限值。

若＝100O K，＝500K，求：二循环的效率。

解：卡诺循环A的热效率循环B，其作功量其热效率二循环的效率比当T1时，二循环效率比的极限值6、某热机循环中，工质从热源（＝2000K）得到热量，并将热量排至冷源（＝300K）。

在下列条件下，试确定此热机循环是可逆、不可逆或不可能：（1）＝1000J， W＝900J；（2）＝2000J，＝300J；（3）W＝1500J，＝500J7、用可逆热机驱动可逆制冷机。

热机从热源吸热，向热源放热，而制冷机从冷藏库取热向热源放热，如图3－17 所示。

试证明当大大高于时，制冷机从冷藏库吸取的热量与热源供给热机的热量。

8、将10Kg、50℃的水与60kg、90℃的水在绝热容器中混合，求混合后体系的熵增。

已知水的比热容为 4.1868 kJ／（kg·K）。

9、将5k g、0℃的冰，投入盛有25k g温度为50℃的水的绝热容器中，求冰完全融化且与水的温度均匀一致时系统熵的变化。

已如冰的融解热为333k J/k g，水的比热容为4.1868k J／（k g·K）。

10、可逆卡诺循环1-2-3-4-1如图3-18所示。

已知＝600℃，＝300℃，循环吸热量＝3000k J，求：（1）循环作功量；（2）冷源吸热量及冷源熵增量；（3）如果由于不可逆使系统的熵增加0.2k J/K，求冷源多吸收多少热？循环少作多少功？11、闭系中某一过程的熵变化为25kJ／K，此过程中系统仅从热源（300K）得到热量6000kJ。

问此过程是可逆、不可逆或不可能？12、气体在气缸中被压缩，气体的内能变化为55.9kJ／kg，熵变化为－0.293kJ／（kg·K），输给气体的功为186kJ/kg。