工程热力学第二章答案.pdfVIP

第二章热力学第一定律

2-1一辆汽车1小时消耗汽油34.1升，已知汽油发热量为44000kJ/kg，汽油密度

0.75g/cm3。测得该车通过车轮出的功率为64kW，试求汽车通过排气，水箱散热等各种途径

所放出的热量。

解：汽油总发热量

−333

Q34.1=×10m×750kg/m×44000kJ/kg1125300kJ

汽车散发热量

QoutQ=−W×3600(1125300=−64×3600)kJ/h894900kJ/h

2−2质量为1275kg的汽车在以60000m/h速度行驶时被踩刹车止动，速度降至20000

m/h，假定刹车过程中0.5kg的刹车带和4kg钢刹车鼓均匀加热，但与外界没有传热，已知刹

车带和钢刹车鼓的比热容分别是1.1kJ/(kg·K)和0.46kJ/(kg·K)，求刹车带和刹车鼓的温升。

解：汽车速度降低，动能转化为刹车带和刹车鼓的热力学能，没有传热和对外作功，故

22

m(c−c)

car21+(U−U)=ΔE0

21

2

60000m20000m

c16.67m/s，c5.56m/s

12

3600s3600s

U−U(mc=+mc)(t−t)

21sV,sbV,b21

22

m(c−c)

(t−t)=−car21

21

2(mc+mc)

sV,sbV,b

22

1275kg×[(16.67m/s)−(5.56m/s)]

=−65.9C

2×[0.5kg×1.1kJ/(kg⋅K)+4kg×0.46kJ/(kg⋅K)]

2−31kg氧气置于图2-1所示气缸内，缸壁能充分导热，且活塞与缸壁无磨擦。初始时氧

气压力为0.5MPa，温度为27℃，若气缸长度2l，活塞质量为10kg。试计算拔除钉后，活塞

可能达到最大速度。

解：可逆过程对外界作功最大，故按可逆定温膨胀计算：