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工程热力学严家騄课后答案

第一章思考题

1、如果容器中气体压力保持不变,那么压力表的读数一定也保持

不变,对不？

答:不对。因为压力表的读书取决于容器中气体的压力与压力表所

处环境的大气压力两个因素。因此即使容器中的气体压力保持不变,当

大气压力变化时,压力表的读数也会随之变化,而不能保持不变。

2、“平衡”与“均匀”有什么区别与联系

答:平衡(状态)值的就是热力系在没有外界作用(意即热力、系与外

界没有能、质交换,但不排除有恒定的外场如重力场作用)的情况下,宏

观性质不随时间变化,即热力系在没有外界作用时的时间特征-与时间无

关。所以两者就是不同的。如对气-液两相平衡的状态,尽管气-液两相

的温度,压力都相同,但两者的密度差别很大,就是非均匀系。反之,均匀

系也不一定处于平衡态。

但就是在某些特殊情况下,“平衡”与“均匀”又可能就是统一的。

如对于处于平衡状态下的单相流体(气体或者液体)如果忽略重力的影响,

又没有其她外场(电、磁场等)作用,那么内部各处的各种性质都就是均

匀一致的。

3、“平衡”与“过程”就是矛盾的还就是统一的？

答:“平衡”意味着宏观静止,无变化,而“过程”意味着变化运动,

意味着平衡被破坏,所以二者就是有矛盾的。对一个热力系来说,或就是

平衡,静止不动,或就是运动,变化,二者必居其一。但就是二者也有结合

点,内部平衡过程恰恰将这两个矛盾的东西有条件地统一在一起了。这

个条件就就是:在内部平衡过程中,当外界对热力系的作用缓慢得足以使

热力系内部能量及时恢复不断被破坏的平衡。

4、“过程量”与“状态量”有什么不同？

答:状态量就是热力状态的单值函数,其数学特性就是点函数,状态量

的微分可以改成全微分,这个全微分的循环积分恒为零;而过程量不就是

热力状态的单值函数,即使在初、终态完全相同的情况下,过程量的大小

与其中间经历的具体路径有关,过程量的微分不能写成全微分。因此它

的循环积分不就是零而就是一个确定的数值。

习题

1-1一立方形刚性容器,每边长1m,将其中气体的压力抽至1000

Pa,问其真空度为多少毫米汞柱?容器每面受力多少牛顿？已知大气压

力为0、1MPa。

[解]:(1)6(0.110Pa1000Pa)/133.3224742.56mmHgvbppp

=-=?-=

(2)1-2试确定表压为0、01MPa时U型管压力计中液柱的高度

差。(1)U型管中装水,其密度为1000kg/m3;

(2)U型管中装酒精,其密度为789kg/m3。

[解]:由(1-6)式,Pg=ρg?z,得到?z=

gPg(1)630.0110Z17109.80665g

Pmmmgρ??====?水水26

()1(0.110Pa1000Pa)99000NbFAPAP

Pm=?=-=??-=

(2)60.0110Z147899.80665g

Pmmmgρ??====?酒精酒精*此题目的目的就是练习如果通

过U型管压力计的液柱高度差计算表压力。

1-3用U型管测量容器中气体的压力。在水银柱上加一段水图(1-

12),测得水柱度850mm,汞柱度520mm。当时大气压力为

755mmHg,问容器中气体的绝对压力为若干？

[解]:水柱高,汞柱高级大气压力之间之与即为容器中气体的绝

对压力,但各种压力单位要经过换算。

bar

PaB

PPPHgOH

7832.11783203224.133)955520(806375.98502==?++?=++=

图1-12

1-4用斜管式压力计测量锅炉管道中烟气的真空度。管子的倾角

30α=,压力计中使用密度为800Kg/m3