1-4 容器被分隔成 AB 两室,如图 1-11 所示,已知当大气压 pb = 0.1013 MPa ,气压表 2 读为 p e,2 =0.04 MPa, 气压表 1 的读数 pe,1 = 0.294MPa ,求气压表 3 的读数(用 MPa 表示)。 解:
= 0.1013+0.294 = 0.3953 MPa
∴ = 0.39153 - 0.04 = 0.3553 MPa
= 0.3553 - 0.1013 = 0.254 MPa
1-8若某种气体的状态方程为 ,现取质量 1 的该种气体分别作两次
循环,如图 1-4 中循环 1-2-3-1 和循环 4-5-6-4 所式,设过程 1-2 和过程 4-5 中温度不变都等于 T a 。过程 2-3 和过程 5-6 中压力不变,过程 3-1 和 4-6 中体积不变。又设状态 3 和 6 温度相等,都等于 T b 。试证明两个循环中 1 气体对外界所作的循环净功相同。
证明:( 1 )循环 1231 和循环 4564 中过程 1-2 和 4-5 都是等温过程, T=T a ,根据理想
气体状态方程, ,可知 ,
根据已知条件:
得
即
该式表明 1 工质在 1-2 和 4-5 过程中作出的膨胀功相同
( 2 )过程 2-3 和 5-6 都是等压过程,压力分别为 和
3 )过程 3-1 和 6-4 中 v 不变,故功为 0 。综上两循环的净功相等,即
证毕。
2-4 如图 2-8 所示,汽缸内空气的体积为 0.008 m3 ,温度为 17 ℃,初始时空气压力为 0.1013MPa ,环境大气压力 pb =0.1 MPa ,弹簧呈自由状态。现向空气加热,使其压力升高,并推动活塞上升而压缩弹簧。已知活塞面积为 0.08m2 弹簧刚度为 40000N/m ,空气热力学能变化关系式为 求,使汽缸内空气压力达到 0.3MPa 所需的热量。 解:∵初始时弹簧呈自由状态,活塞质量
kJ/kg 。试
空气质量
,
终态时,
,
m3
Q=△U+W=27.8+6.379=34.179kJ
2-6 某蒸汽动力厂中锅炉以 40T/h 的蒸汽供入蒸汽轮机。进口压力表上读数是 9MPa ,蒸汽的焓是 3441kJ/kg 。蒸汽轮机出口真空表上的读数是 0.0974MPa ,出口蒸汽焓是 2248 kJ/kg ,汽轮机对环境散热为 6.81 10--- - - 5 kJ/h 。求( 1 )进出口蒸汽的绝对压力(当场大气压是 101325Pa );( 2 )不计进出口动能差和位能差时汽轮机的功率;( 3 )进口处蒸汽为 70m/s ,出口速度为 140 m/s 时对汽轮机的功率有多大影响;( 4 )蒸汽进出口高度差是 1.6m ,对气轮机的功率又有多大影响?
解: (1)
(2)据稳流能量方程 每小时