西南大学22春《工程力学》基础离线作业二及答案参考86.docx
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西南大学22春《工程力学》基础离线作业二及答案参考1. 一容积为100m3的开口容器，装满0.1MPa、20℃的水，问将容器内的水加热到90℃将会有多少公斤的水溢出?(忽略水的汽一容积为100m3的开口容器，装满0.1MPa、20℃的水，问将容器内的水加热到90℃将会有多少公斤的水溢出?(忽略水的汽化，假定加热过程中容器体积不变)2. 对伯努利方程：，进行无量纲化，无量纲形式的方程中应出观哪些特征数? A．Re；B．Fr；C．Eu；D．Sr对伯努利方程：，进行无量纲化，无量纲形式的方程中应出观哪些特征数? A．Re；B．Fr；C．Eu；D．SrC3. 计算超静定结构，在什么情况下只需给出EI、EA的相对值?在什么情况下需给出EI或EA的绝对值?计算超静定结构，在什么情况下只需给出EI、EA的相对值?在什么情况下需给出EI或EA的绝对值?计算超静定结构的内力，在荷载作用下，只需给出EI、EA的相对值；在温度改变、支座移动、材料收缩、制造误差等因素作用下，需给出EI、EA的绝对值4. 有一横截面面积为A的圆截面杆件受轴向拉力作用，若将其改为截面积仍为A的空心圆截面杆件，其他条件不变，试判断以下结论的正确性：( )A.轴力增大，正应力增大，轴向变形增大B.轴力减小，正应力减小，轴向变形减小C.轴力增大，正应力增大，轴向变形减小D.轴力、正应力、轴向变形均不发生变化参考答案：D5. 工程热力学的“起点提高”、“重点后移”的含义是什么?工程热力学的“起点提高”、“重点后移”的含义是什么?任何理论体系总有一定的历史标记，当时认为是特别重要的关键问题，在认识水平提高之后，这些问题就显得不那么重要了，而新的特别重要的关键问题又提了出来。
就是这样，推动着学科的发展提高学科的起点，充实学科的内容，学科的重点向后转移，是学科发展的必然趋势起点提高，重点后移”是大势所趋，势在必行 随着学科的发展，新知识已经膨胀到原有课程框架无法容纳的程度，只有通过课程体系的改革才能把这些新知识包容进去新知识的激增对教学提出了更高的要求，但教学上仍沿袭19世纪在探索“未知”的过程中所建立的体系，这是很不相称的实际上，“内能及熵是否存在”，“如何论证内能及熵的存在”以及“论证的逻辑结构”，在解决工程实际问题时都不会去想这些问题的在21世纪的课堂上，还继续讲授这些内容是有点落后了 随着认识水平的提高，对于“功量”，“温度”，“热量”，“内能”及“熵”等重要概念的认识水平，比以往任何一个理论体系对它们的解释都要全面深刻得多引出它们的先后顺序，以及这些概念在原始定义中的从属、包容关系等，现在都已经不是什么特别重要的问题了这些概念都有自身特定的物理内涵，完全可以独立地、直接地来定义，而不必受旧学科体系逻辑结构的束缚在目前认识水平的基础上，应当刻不容缓地把学科的起点，从“探索”这些参数是否存在，提高到直接给出这些参数的定义上来；同时，应当把学科的中心及重点，从“论证”这些参数的存在，转移到探讨这些参数发生变化的根本原因上来，转移到每种作用量与参数变化之间的关系上来；使在这两个基本定律的表述上，能够实现从局部到整体、从特殊到一般、从现象到实质的飞跃。
6. 活塞式压气机活塞每往复一次生产0.5kg，压力为0.35MPa的压缩空气空气进入压气机时的温度为17℃，压力为0.098M 活塞式压气机活塞每往复一次生产0.5kg，压力为0.35MPa的压缩空气空气进入压气机时的温度为17℃，压力为0.098MPa，若压缩过程为n=1.35的可逆多变过程，余隙容积比为0.05，试求压缩过程中气缸内空气的质量压缩终了时余隙中空气的参数为p3=p2=0.35MPa，因排气过程状态参数不变，故 容积效率 = 据容积效率定义，，而有效吸气容积内气体即是产出的压缩空气 = 所以 由题给，余隙容积比，故 V3=σ(V1-V3)=0.05×0.4607m3=0.0230m3 因此余隙容积中残存的空气量为 压缩过程中气缸内的空气总质量为 m+m3=0.5kg+0.0695kg=0.5695kg压气机每往复一次，生产压缩气体0.5kg，但由于存在余隙容积，需配备适合0.57 kg气体的气缸，如果压力比提高，或余容比增大，配备的气缸体积需更大，因此余隙容积的存在使生产量下降，所以有人称余隙容积为有害容积。
7. 向容积为V=10m3的刚性绝热真空贮罐充入φ=0.7，温度为30℃，压力为0.1MPa的湿空气，到罐内压力达0.1MPa为止求：向容积为V=10m3的刚性绝热真空贮罐充入φ=0.7，温度为30℃，压力为0.1MPa的湿空气，到罐内压力达0.1MPa为止求：贮罐内空气的干球温度，含湿量和露点温度已知：干空气Rg=0.287kJ/(kg·K)，Cv=0.718kJ/(kg·K)；水蒸气Rg=0.4615kJ/(kg·K)，Cv=1.402kJ/(kg·K)由t1=30℃查饱和水和饱和水蒸气表或饱和空气表，得pa1=4241Pa Pv1=φ1Ps1=0.7×4241Pa=2968.7Pa Pa1=pb-pv1=0.1×106Pa-2968.7Pa=97031.3Pa 因(证明见本章拓展题3)，故 wa1=1-wv1=1-0.0186=0.9814 cp，a=cV，a+Rg，a=0.718kJ/(kg·K)+0.287kJ/(kg·K)=1.005kJ/(kg·K) cp，v=cV，v+Rg，v=1.402kJ/(kg·K)+0.462kJ/(kg·K)=1.864kJ/(kg·K) cp=wacp，a+wvcp，v =0.9814×1.005kJ/(kg·K)+0.0186×1.864kJ/(kg·K) =1.021J/(kg·K) Cv=wacv，a+wvCV．v =0.9814×0.718kJ/(kg·K)+0.0186×1.402kJ/(kg·K) =0.731J/(kg·K) 据向真空罐充气过程的能量方程h1=u2，所以 d2=d1=0.0190kg(水蒸气)/kg(干空气) 由于真空罐内压力等于充气压力，充气过程干空气和水蒸气质量不变，故 pv2=pv1=2968.7Pa查表，与之对应的饱和温度，即露点23.9℃。
湿空气是干空气和水蒸气的混合物，在向真空罐充气过程中水蒸气和干空气的质量均不变，所以混合气体的质量成分不变，湿空气的含湿量不变据干空气和水蒸气的质量分数求出混合气体的比定压热容和比定容热容再由充气能量方程可得干球温度 8. 作图(a)所示简支梁的内力图 利用整体平衡条件：作图(a)所示简支梁的内力图 利用整体平衡条件：(1)求支座反力 ∑X=0， XA=0 ∑MA=0, 16×1+4×4×4-YB×8=0， YB=10kN(↑) ∑MB=0，YA×8-16×7-4×4×4=0, YA=22kN(↑) ∑Y=0， 22-16-4×4+10=0 (2)作剪力图 ①用截面法计算控制截面内力控制截面有A、B、C、D、E等荷载不连续点，将梁AB分成四段：AC、CD、EB段无荷载，Q图为水平线，用一个值就可确定；DE段内有分布荷载，Q图为斜直线，用两个值就可确定 QA=QC左=YA=22kN QC右=QD=YA-P=22-16=6kN QE=QB=-YB=-10kN ②作Q图 先作Q图横坐标轴AB(图(b))，在横坐标轴上各相应位置标注控制截面(A、C、D、E、B)，在A点和C坐点的坐标轴上面取22kN为纵坐标，得到A1点和C1点；在C右和D点的坐标轴上面取6kN为纵坐标，得到C2点和D1点；在E点和B点的坐标轴下面取10kN为纵坐标，得到E1和B1点。
将各纵坐标A1C1、C2D1、D1E1、E1B1连以直线，在坐标轴上面注明正号，在坐标轴下面注明负号，即得剪力图剪力图见图(b) (3)作M图 ①用截面法计算控制截面弯矩仍选A、B、C、D、E为控制截面，各控制截面弯矩值为： MA=0 MC=22×1=22kN·m(下边受拉) MD=22×2-16×1=28kN·m(下边受拉) ME=10×2=20kN·m(下边受拉) MB=0 ②作M图 在横坐标轴上各控制截面A、C、D、E、B下方标注各相应截面弯矩的纵坐标值0、22、28、20、0，它们对应的点为A1、C1、D1、E1、B1，见图(c) 在梁上无荷载段，即AC、CD、EB段，将A1C1、C1D1、E1B1分别连以直线，即得这些段的弯矩图 在梁上有均布荷载段的DE段，弯矩图为抛物线抛物线应根据三个纵坐标定出现已有D1和E1点，在D1和E1之间所缺少的一个纵坐标值，可取DE段中点F的弯矩值，也可取DE之间的Mmax值，现分别计算如下： DE段中点MF值： MF=22×4-16×3-4×2×1=32kN·m(下边受拉) Mmax值： Mmax发生在的截面，设该截面为G，先利用AG隔离体平衡(图(d)，计算Q=0截面(即G点)的位置。
QG=22-16-qx=0 得到MF值和Mmax值后，就可在横坐标轴上F点下面取纵坐标为32kN·m，得到F1点，或在横坐标轴上G点下面取纵坐标为32.5kN·m，得到G1点将D1、F1、E1三点或D1、G1、E1三点连成一抛物线，即得DE段的弯矩图 AB梁的弯矩图见图(c) (4)内力图形状特征的校核 由图(a)、(b)、(c)给出的荷载图、Q图和M图分析：AC、CD、EB都是无荷载段，剪力图是水平线，弯矩图是斜直线；在P作用点C，剪力值有突变，突变值为P值，弯矩图在C两侧斜率不等，形成尖点，尖角指向同P方向；DE段有均布荷载q，剪力图是斜直线，斜率值即q值，弯矩图是二次抛物线，注意在D1和E1点直线和曲线之间为光滑过渡 还可看出弯矩图切线斜率的数值和方向，与剪力图的剪力值和符号是一致的，M图曲线的凸向与q的指向相同 9. 水力最优断面是( )A.造价最低的渠道断面B.壁面粗糙系数最小的断面C.对一定的流量具有最大断面水力最优断面是( )A.造价最低的渠道断面B.壁面粗糙系数最小的断面C.对一定的流量具有最大断面积的断面D.对一定的面积具有最小湿周的断面正确答案：D10. 空间汇交力系的平衡方程为三个投影式：{图}。
)A.对B.错参考答案：A11. 一个电荷发出辐射的条件是( ) A．不论以什么方式运动 B．被加速 C．被束缚在原子之中 D．只有在匀加速的情一个电荷发出辐射的条件是( ) A．不论以什么方式运动 B．被加速 C．被束缚在原子之中 D．只有在匀加速的情况下B12. 既有大小，又有方向的物理量称为( )A、矢量B、代数量C、标量D、数量参考。
