第2章工质的热力性质332.2空气压缩机每分钟从大气中吸入温度Tb=290K、压力等于当地大气压力pb=1atm的空气0.5m，充入体积V=1.6m的储气罐中。储气罐中原有空气的温度Tb=300K，表压力pe=0.6atm，问经过多长时间储气罐中的气体压力才能提高到p2=7atm、温度T2=340K？解：储气罐在没有灌入气体时的绝多压力p=pe+pb=(0.6+1)×101325=162120(Pa)p2=7×101325Pa=709275PapV=m1RgTb，p2V=m2RgT2pV2pV709275××1.61621201.6mm21-=−=−=8617.16(kg)RTg2RTgb0.287××34010000.287××30010001分钟进入储气罐空气的质量：pVb0101325×0.5m0===608.71(kg)RTgb0.287××2901000mm−8617.16t==21==14.15849(s)m0608.712.4混合气体中CO2、N2、O2的摩尔成分分别为x1=0.35、x2=0.45、x3=0.2，混合气体温度T=330K，压力p2=1.4bar。试求：①混合气体容积V=5m3的混合气体的质量；②混合气体在标准状态下的体积。5解：①p2=1.4bar=1.4×10PapV=mRgT5pV211.4××1054m1===×1.1210(kg)RTg10.189××33010005pV211.4××1054m2===×0.7110(kg)RTg20.296××33010005pV211.4××1054m3===×0.8110(kg)RTg30.260××33010003mm=×1230.35+×m0.45+×m0.2=8.735×10(kg)②p1=101325Pa，T1=273.15KRgeq=0.189×0.35+0.296×0.45+0.260×0.2=0.251kJ/(kg·K)3mRgeqT18.735××10251×273.153V1===5.91(m)p11013252.9已知水蒸气的压力p=5bar、比容v=0.4m3/kg，问这是不是过热蒸汽？如果不是，那么是饱和蒸汽还是湿蒸汽？用水蒸气表求出其他参数。解：利用水蒸汽表p=0.5MPa时v/=0.0010925m3/kg，v//=0.37486m3/kg因v/<v<v//，所以该水蒸气不是过热蒸汽而是饱和湿蒸汽。根据饱和水和干饱和蒸气表，可得：//////ts=151.867℃，h=640.35kJ/kg，h=2748.59kJ/kg、s=1.8610kJ/(kg·K)，s=6.8214kJ/(kg·K)vv−−/0.350.0010925x===0.9335vv//−−/0.347860.0010925hh=+////xhh(−)=640.35+0.9335×(2748.59−640.35)=2608.4kJ/kgss=+////xss(−)=1.8610+0.9335×(6.8214-1.8610)=6.4915kJ/(kg⋅K)uhpv=−=2508.4-0.5×106-3×0.35×10=2433.4kJ/kg2.12质量为1kg的饱和水装在一刚性容器内，其压力为1atm，饱和温度为100℃。若将水加热至120℃，求下列情况容器内水的终态压力p2：①容器的容积未发生变化；②容器的容积增大1%。解：质量为1kg的饱和水装在一刚性容器中，其压力为1atm(这是绝对压力1atm)，饱和温度为100℃。此时密度为958.37(kg/m3)[习题2.12]表1等容过程数据ρ=958.37kg/m31-33-1-1-1-1-1-1-1-1-1t/℃p/atmρ/kg·mv/m·kgu/kJ·kgh/kJ·kgs/kJ·kg·Kcv/kJ·kg·Kcp/kJ·kg·K相态120.00318.11958.370.0010434492.97526.601.50023.62744.1695液相[习题2.12]表2等容过程数据ρ=948.88kg/m3-33-1-1-1-1-1-1-1-1-1t/℃p/atmρ/kg·mv/m·kgu/kJ·kgh/kJ·kgs/kJ·kg·Kcv/kJ·kg·Kcp/kJ·kg·K相态120.00117.88948.880.0010539499.52512.111.51743.65164.2146液相将水加热到120℃，容器的容积未发生改变的情况下，1kg的水不改变，体积也不改变，其密度也没有变化。此时对应的压力为318