工程热力学第4版习题解 小时向环境散发的热量为418.7kJ,通过墙壁向外散热1800kJh,试求面积为15m2,高度为 3.0m的室内空气每小时温度的升高值，已知空气的热力学能与温度关系为 △u=0.72{△T}kJ/kg。 解：室内空气总质量 m= 0.1×105Pa×15m2×30m R7'287g-Kx28+273.15K5206g 取室内空气为系统，Q=△U+W,因W=0,所以AU=Q 0 T=0.72m _01+006ks×360s+4187Jx3-18000.86 0.72×52.06kg 2-7有一飞机的弹射装置，如图2-2，在气缸内装有压缩空气，初始体积为0.28m3,终 了体积为0.99m3,飞机的发射速度为61m5,活塞、 连杆和飞机的总质量为2722kg。设发射过程进行很 快，压缩空气和外界间无传热现象，若不计摩擦力，求 图2-2 发射过程中压缩空气的热力学能变化。 解：取压缩空气为系统，Q=△U+W,其中，Q=0 W-P(-K)+2c AU--P.(;-K)-2c. =-0.1x10Pmax10.99-028m.272kgx161msy=-5135x10时 2-8如图2-3所示，气缸内空气的体积为0.008m3,温度为17℃。初始时空气压力为 0.1013MPa,环境大气压力A=0.1MPa,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0.08m',弹簧刚度为k=40000NWm,空气热力学能变化关 空久 系式为△{uu=0.718△{T。试求，使气缸内空气压力达到 0.15MPa所需的热量。 图2- 11 工程热力学第 4 版习题解 11 小时向环境散发的热量为 418.7kJ，通过墙壁向外散热1800kJ/h ，试求面积为 2 15m ，高度为 3.0m 的室内空气每小时温度的升 高值，已知空气的热力学能与温度关系为 { }K Δ= Δ u T 0.72 kJ/kg 。 解：室内空气总质量 6 2 g 0.1 10 Pa 15m 3.0m 52.06kg 287J/(kg K) (28 273.15)K pV m R T × ×× == = ⋅× + 取室内空气为系统，Q UW =Δ + ，因W = 0，所以 ΔU Q= 0.72 (0.1 0.06)kJ/s 3600 418.7kJ 3 1800kJ 0.86K 0.72 52.06kg Q T m s Δ = + × + ×− = = × 2−7 有一飞机的弹射装置，如图 2-2，在气缸内装有压缩空气，初始体积为 3 0.28m ，终 了体积为 3 0.99m ，飞机的发射速度为61m/s ，活塞、 连杆和飞机的总质量为 2722kg。设发射过程进行很 快，压缩空气和外界间无传热现象，若不计摩擦力，求 图 2-2 发射过程中压缩空气的热力学能变化。 解：取压缩空气为系统，Q UW =Δ + ，其中，Q = 0 2 02 1 2 ( ) 2 m W pV V c = −+ 2 02 1 2 6 3 23 ( ) 2 2722kg 0.1 10 Pa (0.99 0.28)m (61m/s) 5135 10 J 2 m Δ =− − − U pV V c =− × × − − × =− × 2−8 如图 2-3 所示，气缸内空气的体积为 3 0.008m ，温度为 17℃。初始时空气压力为 0.1013MPa ，环境大气压力 b p = 0.1MPa ，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 2 0.08m ，弹簧刚度为 k = 40 000 N/m ，空气热力学能变化关 系式为 { } { } kJ/kg K Δ =Δ u T 0.718 。试求，使气缸内空气压力达到 0.15MPa 所需的热量。 图 2-3