第1页
1--------4 1.3 题略解： ?p???g?h?p(93?78)?103h???1274.2m
??g1.2?9.811.5 题略
已知：??0.8g/cm3?800kg/m3h?lsin30?0.2?0.5?0.1ml?200mm?0.2m
烟气的真空度为：
pv???g?h?800?9.81?0.2sin30?784.8Pa
∵ 1 mmH2O = 9.80665 Pa ∴ 1 Pa = 0.10197 mmH2O
pv?784.8Pa?80.027mmH2O
烟气的绝对压力为：
p?pb?pv?745?133.3224?784.8?98540.388Pa??98.540kPa
1.10 题略
解：锅内表压力
m?gpg?Am?pg?Ag100?103?4?10?6??0.04077kg?40.77g
9.812.2填空缺数据（兰色）：
过程 1-2 2-3 3-4 4-1 2.9 题略
已知：D1 = 0.4 m，p1 =150 kPa，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD，太阳辐射加热后D2 = 0.45 m 求：过程中气体对外作功量
解：由D1=0.4 m，p1=150 kPa，可求得：k =375 kPa/m
Q/kJ 1390 0 -1000 0 W/kJ 0 395 0 -5 △U/kJ 1390 -395 -1000 5 第2页
dW?pdV?kD?d(W??D2?6D3)??2kD3dD
?2?2.27kJD1kDdD?3?84k(D2?D14)答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ 2.12 题略
解：（1）确定空气的初始状态参数
m1g195?9.8?10?3p1?pb?pg1?pb??102??293.1kPa?4A100?10 V1?AH?100?10?4?10?10?2?10?3m3T1?(273?27)?300K（2）确定拿去重物后，空气的终了状态参数
由于活塞无摩擦，又能与外界充分换热，因此终了平衡状态时缸内空气的压力和温度与外界的压力和温度相等。则
m2g(195?100)?9.8?10?3p2?pb?pg2?pb??102??195.1kPaA100?10?4 T2?T1?300KV2?V1p1293.1?10?3??1.5023?10-3m3p2195.1活塞上升距离
(V2?V1)(1.5023?1)?10?3?H???0.05023m?5.023cm
A100?10?4对外做功量
W?p2?V?195.1?103?(1.5023?1)?10?3?97.999J
由闭口系能量方程，Q=△U+W，因T2 = T1，故△U = 0。所以求得气体与外界的换热量为
Q =W=97.999 J
讨论：（1）不可逆过程的功不能用W??21pdV计算，本题用外界参数计算功是一种
特例（多数情况下外界参数未予描述，因而难以计算）。
（2）系统对外做功97.999 J，用于提升重物的功量为pg2?V，另一部分pb?V是克服
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大气压力所做的功。 3.3 题略
解：（1）泄漏的气体量为
p1V1p2V20.8?106?30.3?106?3?m?m1?m2????RgT1RgT28314.3/44?(47?273)8314.3/44?(27?273) ?23.81kg?0.541kmol（2）泄漏的气体在1bar及17℃时占有的容积为
V?3.6 题略
mRgTp23.81??8314.3?(17?273)344?13.05m 510解：由题意：△U = 0 → T2 = T1 = 600 K 由理想气体气体状态方程， 有：
p1V1p2V23p2V1??T1T2T1△U =△H = 0
p2?1p1?2.0?105Pa?0.2MPa 3?S?m?s?mRglnV2p??mRgln2?0.005?0.208?ln3V1p1
?1.1426?10?3kJ/K?1.1426J/K 3.7 题略
解：（1）混合后的质量分数：
ωCO2 = 5.6 %， ωO2 =16.32 %， ωH2O =2 %， ωN2 =76.08 % （2） 折合摩尔质量： Meq = 28.856 kg/kmol （3） 折合气体常数： Req = 288.124 J/（kg·K） （4） 体积分数：
φCO2 = 3.67 %， φO2 =14.72 %， φH2O =3.21 %， φN2 =78.42 % （5）各组分气体分压力：
pCO2 = 0.01101 MPa ， pO2 =0.04416 MPa ，
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pH2O =0.00963 MPa ， pN2 =0.2353 MPa
3.8题略
解：由题意，H2的摩尔成分
xH2?1?35%?12%?2%?51%
由教材公式（3.35），求混合气体的当量摩尔质量
Meq??xiMi?xCH4MCH4 ?xCOMCO? xN2MN2?xH2MH2?35%?16 ?12%?28 ? 2%?28?51%?2?10.54kg/kmol混合气体的当量气体常数为
Rg,eqR8314.3???788.8J/(kg?K) Meq10.54由理想气体状态方程，求得罐内所允许的最高温度为
Tmax3.10题略
pmaxV3.6?106?32???317.5K?44.5℃ mRg,eq460?788.8解：（1）多变指数n 由多变过程的过程方程：
p1v1?p2v2nn
n?lnp1?lnp2ln(p1/p2)ln8???0.903
lnv2?lnv1ln(v2/v1)ln10（2）过程中热力学能、焓和熵的变化量 由理想气体的状态方程：p1v1?RgT1,p2v2?RgT2 又 qn?cn(T2?T1)?T2p2v21010??? T2?T1 8T1p1v18n??0.903?1.4n?1cV(T2?T1)?1?0.718?T1?0.9197T1 0.903?14qn41.87T1???45.526K 0.91970.919710T2?T1?56.91K 8?u?cV?T?0.718?(56.91?45.526)?8.174kJ/kg ?h?cp?T?1.005?(56.91?45.526)?11.441kJ/kg 第5页
?s?cVlnT2v10?Rgln2?0.718?ln?0.287?ln10?0.821kJ/(kg?K) T1v18（3）空气对外所作的膨胀功和技术功 由闭口系能量方程：w?qn??u?41.87?8.174?33.696kJ/kg
wt?nw?30.427kJ/kg
3.13 题略 解：（1）略
（2）每一过程中工质热力学能、焓、熵的变化以及与外界交换的膨胀功
求热力学能、焓、熵的变化，关键是利用理想气体的状态方程和过程方程求出各点的状态参数。
1-2为等温过程 ?U1?2??H1?2?0 0.287?103?5733v1???0.831m/kg 5p11.98?10?S1?2?mRglnv21.68?0.4?0.287?ln?0.0808kJ/K v10.831RgT1p2?RgT2v2?0.287?573?97.9kPa 1.68v21.68?0.4?0.287?573ln?46.3kJ v10.831W1?2?mRgT1ln2-3为等压过程，3-1为等容过程（返回初态），有p3?p2,v3?v1 T3?p3v397.9?0.831??283.5K Rg0.287?U2?3?mc(283.5?573)??83.14kJ V(T3?T2)?0.4?0.718?H2?3?mcp(T3?T2)?0.4?1.005(283.5?573)??116.379kJ T3283.5?0.4?1.005?ln??0.2829kJ/K T2573W2?3?mp2(v3?v2)?0.4?97.9(0.831?1.68)??33.25kJ ?S2?3?mcpln3-1过程： ?U3?1?mc(573?283.5)?83.14kJ V(T1?T3)?0.4?0.718?H3?1?mcp(T1?T3)?0.4?1.005(573?283.5)?116.379kJ ?S3?1?mcVlnT1573?0.4?0.718?ln?0.2021kJ/K T3283.5W3?1?0
（2）略