文档介绍：工程热力学第4版****题解第一章基本概念1-1英制系统中采用华氏温标,它规定在标准大气压(101325Pa)下纯水的冰点是32°F,汽点是212°F,试推导华氏温度与摄氏温度的换算关系。解: {t}°F-32={t}°C-0212-32 100-0180 9{t}°F={t}°C+32=100 5{t}°C+321-2英制系统中朗肯温度与华氏温度的关系为{T}°R={t}°F+。°R;°R。(1)导出朗肯温度和开尔文温度的关系式;(2)开尔文温标上绝对零度在朗肯温标上是多少度?解:(1)若任意温度T在朗肯温标上读数为T(°R)在热力学绝对温标上读数为T(K),--T(°R)-=T(K)- {T}={T}°R K(2)据上述关系{T}K=0时,{T}°R=01-3设一新温标,用符号°N表示温度单位(它的绝对温标是用°Q表示温度单位)。规定纯水的冰点和汽点100°N和1000°N。试求:(1)该新温标与摄氏温标的关系;(2)若该温标的绝对零度与热力学温标零度相同,则该温标读数为0°N时,其绝对温标读数是多少°Q?解:(1){t}°N-100={t}°C-01000-100 100-0{t}°N=9{t}°C+100(2){T}={t}+C=9{t}+100+C=9[{T}-]+100+C°Q °N°C K据题意,当{T}K=0时,{T}°Q=0,解得上式中C=,代回原式得{T}°Q={t}°N+{T}°N=0时,T=°Q。1-4直径为1m的球形刚性容器,,,求:(1)容器内绝对压力为多少Pa;(2)容器表面受力多少N?解:(1)p=pb-pv=´106Pa-´=(2) 2 2 2A0=4pd=4´´1m==A0Δp=A0(pb-p)=´(´106Pa-)=´106N1-5用U型压力计测量容器中气体的压力,在水银柱上加一段水,则得水柱高1020mm,水银柱高900mm,如图1-1所示,若当地大气压为755mmHg,求容器中气体的压力(MPa)。解:p=pe+pb=(1020´)Pa+(900´)Pa+(755´)Pa=´105Pa=图1-11-6容器中的真空度为p=600mmHg,气压计上水银柱高度为p=755mm,求容器中v b的绝对压力(以MPa表示)。如果容器中的绝对压力不变,而气压计上水银柱高度为pb¢=770mm,求此时真空表上的读数(以mmHg表示)是多少?解:容器中气体压力低于当地大气压力,故绝对压力p=pb-pv=(755-600)mmHg=155mmHg=,而大气压力变为p¢=770mmHg。则此时真空表上的读数为¢=¢- = - =pv pbp (770155)mmHg 615mmHg1-7用斜管压力计测量锅炉烟道烟气的真空度(如图1-24)管子的倾斜角a=30°,压力计中使用密度r=´103kg/m3的煤油,斜管中液柱长度l=200mm。当地大气压力pv=745mmHg。求烟气的真空度(以mmH2O表示)及绝对压力(以Pa表示)。图1-2解:倾斜式压力计上读数即烟气的真空度pv=lsinarg=200´10-3m´´´103kg/m3´=80´=1mmHO、1mmHg=, 2 2pv=80mmH2O烟气绝对压力p=pb-pv=(745´)mmH2O-80mmH2O2==´105Pa1−8压力锅因其内部压力和温度比普通锅高而缩短了蒸煮食物的时间。压力锅的盖子密封良好,蒸汽只能从盖子中间的缝隙逸出,在缝隙的上方有一个可移动的小柱塞,所以只有锅内蒸汽的压力超过了柱塞的压力后蒸汽才能逸出(图1-3)。蒸汽周期性逸出使锅内压力近似可认为恒定,也防止了锅内压力过高产生的危险。若蒸汽逸出时压力锅内压力应达到201kPa,压力锅盖缝隙的横截面积为4mm2,当地大气压力平均为101kPa,试求小柱塞的质量。图1-3解:蒸汽逸出时锅内表压力即为应由柱塞产生的压力,所以pe=p-pb=201kPa-101kP