热力学课后习题01答案

第1章基本概念

1-1 为了环保，燃煤电站锅炉通常采用负压运行方式。现采用如图1-16所示的斜管式微压计来测量炉膛内烟气的真空度，已知斜管倾角α=30º，微压计中使用密度ρ=1000kg/m3的水，斜管中液柱的长度l =220mm，若当地大气压p b =98.85kPa，则烟气的绝对压力为多少Pa ？

图1-16 习题1-1

解：大气压力p b =98.85kPa =98850Pa

真空度p v =ρgl sin α=1000kg/m3×9.81N/kg=

烟气的绝对压力p =p b −p v =

1-2 利用U 水银柱上加一段水，如图91mm ，水柱高20mm ，已知当地大气压p b =0.1MPa

图1-17 习题1-2

解：容器内的压力高于大气压力，因此绝对压力p =p b +p e

表压力p e =91mmHg+20mmH2O =91×133.3Pa +20×9.81Pa ≈0.0123MPa

大气压力p b =0.1MPa

容器内的绝对压力p =p b +p e =0.1MPa +0.0123MPa =0.1123MPa

1-3 某容器被一刚性隔板分为两部分，在容器的不同部位安装有压力计，其中压力表B

放在右侧环境中用来测量左侧气体的压力，如图1-18所示。已知压力表B 的读数为80kPa ，压力表A 的读数0.12MPa ，且用气压表测得当地的大气压力为99kPa ，试确定表C 的读数，及容器内两部分气体的绝对压力（以kPa 表示）。如果B 为真空表，且读数仍为80kPa ，表C 的读数又为多少？

图1-18 习题1-3

解：（1）容器左侧（A ）的绝对压力p A =p b +p e , A =99kPa +压力表B 的读数为容器左侧（A ）的绝对压力p A p C 因此p e , B =p A −p C ，得p C =p A −p e , B =219kPa −80kPa

同时p C =p b +p e , C ，可得压力表C 的读数为p e , C −=40kPa

（2）如果表B 为真空表，则p v , B =−，因此压力表C 的读数为p e , C =200kPa

1-4 如图1-19B B 的压力，压力计的读数为L =20cm0.5MPa ，已知当地大气压力p b =0.1MPa，试求容器A 和B

图1-19 习题1-4

解：容器B 的绝对压力p B =p b +p e , B =0.1×10Pa +200×133.3Pa ≈0.127MPa

测容器A 压力表的读数p e , A 为容器A 的绝对压力p A 和容器B 的绝对压力p B 之差，因此p e , A =p A −p B ，得容器A 的绝对压力p A =0.5MPa +0.127MPa =0.627MPa

1-5 凝汽器的真空度为710mmHg ，气压计的读数为750 mmHg，求凝汽器内的绝对压

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力为多少kPa ？若凝汽器内的绝对压力不变，大气压力变为760 mmHg，此时真空表的读数有变化吗？若有，变为多少？

解：凝汽器内的绝对压力p =p b −p v =750mmHg −710mmHg =40mmHg =5.332kPa

凝汽器中的绝对压力保持不变，大气压力变化时，真空表读数有变化，

真空表读数变为p v =p b −p =760mmHg −40mmHg =720mmHg

1-6 在英、美等国在日常生活和工程技术上还经常使用华氏温标(英制单位) t F. 。. 在1标

W =∫pdV =∫1221a 2⎞4(aV +b )dV =⎛⎜V +bV ⎟=−5×10J ⎝2⎠V 1V 2

在p -V 图上表示此压缩过程：