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問答題一真空容器，因密封不嚴(yán)外界空氣逐漸滲漏入容器內(nèi)，最終使容器內(nèi)的溫度、壓力和外界環(huán)境相同，并分別為27℃及101325Pa。設(shè)容器的容積為0.1m³，且容器中溫度始終保持不變，試求過程中容器和環(huán)境交換的熱量。

參考答案：

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1.問答題 氣缸中空氣組成的熱力系統(tǒng)如圖所示。氣缸內(nèi)空氣的容積為800cm³，溫度為20℃，壓力和活塞外側(cè)大氣壓力相同，為0.1MPa。現(xiàn)向空氣加熱使其壓力升高，并推動(dòng)活塞上升而壓縮彈簧。已知活塞面積為80cm²，彈簧系數(shù)為k＝400N/cm，實(shí)驗(yàn)得出的空氣熱力學(xué)能隨溫度變化的關(guān)系式為{△U_1，2}_kj/kg=0.716{△T_1，2}_K。若活塞重量可忽略不計(jì)，試求使氣缸內(nèi)空氣壓力達(dá)到0.3MPa所需的熱量。

參考答案：

2.問答題某壓氣機(jī)所消耗的功率為40kW，壓縮前空氣的壓力為0.1MPa、溫度為27℃，壓縮后空氣的壓力為0.5MPa，溫度為150℃。已知空氣熱力學(xué)能變化的關(guān)系式為{△U_1，2}_kj/kg=（0.716{T₂}_K-{T₁}_K），若壓縮過程中空氣和外界沒有熱交換，且進(jìn)、出口流動(dòng)動(dòng)能和重力位能的變化可忽略不計(jì)，試求穩(wěn)定工況下壓氣機(jī)每分鐘的吸氣量。

參考答案：

3.問答題有一水槽，槽內(nèi)使用一個(gè)泵輪以維持水作循環(huán)流動(dòng)。已知泵輪耗功20W，水槽壁和環(huán)境溫度的溫差為∆T，而槽壁和環(huán)境間每小時(shí)的熱交換量為{q}_kj/h=10.5{△T}_k。若環(huán)境溫度為20℃，試求水溫保持穩(wěn)定時(shí)的溫度。

參考答案：以水為研究對(duì)象，由熱力學(xué)第一定律有
Q=∆U+W
而水溫保持穩(wěn)定時(shí)∆U=0<...

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4.問答題一個(gè)熱機(jī)循環(huán)由1-2、2-3及3-1三個(gè)過程組成。已知Q_1-2＝10kJ，Q_2-3＝30kJ，Q_3-1＝－25kJ；∆U_1-2＝20kJ，∆U_3-1＝－20kJ，試求W_2-3及循環(huán)凈功∫δW。

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5.問答題 圖中所示為壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的升降工作臺(tái)示意圖。由儲(chǔ)氣罐來的壓縮空氣經(jīng)閥門調(diào)節(jié)氣體的壓力后送入氣缸，在壓縮空氣的推動(dòng)下活塞上升舉起工作臺(tái)。已知活塞面積為0.02m²，活塞及工作臺(tái)重5000N?；钊仙?00mm后開始和彈簧相接觸，繼續(xù)上升時(shí)將壓縮彈簧。設(shè)彈簧常數(shù)為10N/mm。若氣缸內(nèi)氣體的表壓力達(dá)到0.3MPa時(shí)停止供氣，試求在舉升過程中氣體所作的功及彈簧所吸收的功。

參考答案：