西南大学22春《工程力学》基础综合作业二答案参考61.docx

西南大学22春《工程力学》基础综合作业二答案参考1. 何为对比态参数、对比状态及对比态定律?试判断下列论断是否正确： ①与理想气体具有相同的偏离程度，则必定是何为对比态参数、对比状态及对比态定律?试判断下列论断是否正确：  ①与理想气体具有相同的偏离程度，则必定是处在相同的对比状态；  ②处在相同的对比状态，则必定与理想气体具有相同的偏离程度；  ③对于Zc相同的各种物质，如果处在相同的对比状态，则必定与理想气体具有相同的偏离程度  ④热力学相似状态；处在相同的对比状态；处在与理想气体偏离程度相同的状态，这三种状态的含义是否完全相同?每一种工质都有确定的临界参数(pc，Tc，vc)，因此，临界压缩因子也是一个定值，有        工质实际状态下的热力性质与临界状态时的热力性质的比值，统称为对比态参数具有相同对比态参数的状态，称为具有相同的对比状态对比态方程可表示为        其中    这个对比态方程是相对于临界状态而言的对比态压缩因子表达式根据对比态定律，即任意两个对比态参数确定之后，第三个对比态参数就完全确定因此，对比态压缩因子仅是(Tr，pr)的函数，当(Tr，pr)一定时，vr及Z/Zc的值就完全确定。

不论Zc的数值是多少，只要Z/Zc的数值相同，就表示这些工质所处的状态，与自身的临界状态的偏离程度是相同的，具有相似的热力性质但这些工质所处的状态，并不是完全相似的热力学相似状态例如，任何工质的Zc/Zc都等于1，说明任何工质的临界状态，都具有相似的热力学性质但不同工质的Zc并不相等，说明临界点与理想气体的偏离程度并不相同，并不处于完全相似的热力学状态    对比态方程的另外一种形式是        上式是以Zc作为第三参变数的三变量的对比态方程，它是以假想理想气体状态作为对比的对象，Z的数值代表工质在该状态下的热力性质与理想气体的偏离程度Z值相等的所有工质，都处在热力学相似的状态下对于具有相同Zc值的工质而言，Z仅是(Tr，pr)的函数 2. 圆轴横截面上的扭矩为T，按强度条件算得直径为d，若该截面上的扭矩变为0．5T，则按强度条件可算得相圆轴横截面上的扭矩为T，按强度条件算得直径为d，若该截面上的扭矩变为0．5T，则按强度条件可算得相应的直径为0．5d )此题为判断题(对，错)正确答案：×3. 点在曲线运动中的法向加速度与速度大小的变化率有关 )点在曲线运动中的法向加速度与速度大小的变化率有关。

)此题为判断题(对，错)正确答案：×4. 学习了热力学第一、第二定律，对于节能的认识应该是 A．能量守恒，节能就是少用能； B．不但在数量上要节约用能学习了热力学第一、第二定律，对于节能的认识应该是A.能量守恒，节能就是少用能;B.不但在数量上要节约用能，而且要按“质”用能B5. 一个平面汇交力系只能列2个独立的平衡方程，解出( )A.1个未知力B.2个未知力C.3个未知力D.6个未知力参考答案：B6. 大容器中的空气经渐缩喷管流向外界空间容器中空气压强为P0=200kN/m2，温度T0=300K，喷管出口截面Ae=50cm2，空大容器中的空气经渐缩喷管流向外界空间容器中空气压强为P0=200kN/m2，温度T0=300K，喷管出口截面Ae=50cm2，空间压强分别为Pb=0、100、150kN/m2试求质量流量Pb=0、100kN/m2时，Qm=2.334kg/s；    Pb=150kN/m2时，Qm=2.059kg/s    临界压力Pk=0.5283、P0=105.7kN/m2、Pb=0、100kN/m2时，出口均为临界状态pe=pk；Pb=150kN/m2时，出口未达临界状态，Pe=pb。

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. 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 9. 水力学的基本原理也同样适用于气体的条件是 A．气体不可压缩；B．气体连续；C．气体无黏性；D．气体无表面张力水力学的基本原理也同样适用于气体的条件是  A．气体不可压缩；B．气体连续；C．气体无黏性；D．气体无表面张力A10. 恒定流是 A．流动随时间按一定规律变化；B．流场中任意空间点上的运动要素不随时间变化； C．各过流断面的速度恒定流是  A．流动随时间按一定规律变化；B．流场中任意空间点上的运动要素不随时间变化；  C．各过流断面的速度分布相同。

B11. 真空中平面简谐波在传播中振幅______，球面波的振幅______真空中平面简谐波在传播中振幅______，球面波的振幅______不变$衰减12. t1=10℃，φ1=80%，qV1=150m3/min的湿空气流1进入绝热混合室与另一股t2=30℃，φ2=60%，qV2=100m3/min的湿空气流2混t1=10℃，φ1=80%，qV1=150m3/min的湿空气流1进入绝热混合室与另一股t2=30℃，φ2=60%，qV2=100m3/min的湿空气流2混合，总压力为0.1MPa确定出口气流的温度t3、含湿量d3和相对湿度φ3d3=0.009994kg/kg(干空气)，t3=17.68℃，φ3=77.39%13. 自重900N的滑门吊在轨道上，若A、B两支点与轨道间的摩擦系数分别为0.2和0.3，试计算滑门刚好向右滑动时，作用于自重900N的滑门吊在轨道上，若A、B两支点与轨道间的摩擦系数分别为0.2和0.3，试计算滑门刚好向右滑动时，作用于滑门把手C处的力F受力分析如图5-34如果滑门处于平衡状态，由平面任意力系平衡条件      ∑Fix=0：F-FsB-FsA=0    ∑Fiy=0：FNA+FNB-P=0    ∑MA (Fi)=0:FNB·150-P·75+F·150=0    上述三个方程中含有5个未知数，属“静不定”问题。

好在题目中给出“滑门刚好向右滑动”的条件，故可补充方程FsB=fBFNB，FsA=fAFNA，解得        考核会不会出现“单点”接触的情况(类似于倾翻问题)，其临界条件为FNB=0由∑MA(Fi)=0，有        解得    F=450N＞204N    这说明，在“单点”接触前，吊门已开始滑动 14. 已知：无环量平面势流圆柱(半径为a)绕流的流函数为 求：验证流函数满足拉普拉斯方程已知：无环量平面势流圆柱(半径为a)绕流的流函数为    求：验证流函数满足拉普拉斯方程拉普拉斯方程的柱坐标形式为        (a)            (b)            (c)    将(b)式、(c)式代入(a)式，(a)式成立 15. 气缸中0.1kg的空气初参数是300K、100kPa，被等温压缩到 250kPa，求过程热量和功气缸中0.1kg的空气初参数是300K、100kPa，被等温压缩到  250kPa，求过程热量和功Q=W=-7.89 kJ16. 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。