西南大学21秋《工程力学》基础在线作业二答案参考79
20页1、西南大学21秋工程力学基础在线作业二答案参考1. 采用两级压缩、级间冷却的方式获得高压空气,压力由p1升至p1,最佳的中间压力p2为_。采用两级压缩、级间冷却的方式获得高压空气,压力由p1升至p1,最佳的中间压力p2为_。两级压缩、级间冷却的最佳的中间压力2. 铂金丝的电阻在冰点时为10.000,在水的沸点时为14.247,在硫的沸点(446)时为27.887。试求出温度t/和电阻R铂金丝的电阻在冰点时为10.000,在水的沸点时为14.247,在硫的沸点(446)时为27.887。试求出温度t/和电阻R/的关系式R=R0(1+At+Bt2)中的常数A,B的数值。由已知条件可得 联立求解以上3式可得 R0=10 A=4.3210-31/ B=-6.8310-71/ 故温度t/和电阻R/之间的关系式为 R=10(1+4.3210-3t-6.8310-7t2) 3. 基于磁介质观点,用热力学解释超导体临界磁场的存在基于磁介质观点,用热力学解释超导体临界磁场的存在考虑处于均匀外磁场H中的无穷长超导体圆柱,H的方向与柱轴平行,按磁介质观点,柱体内的磁场也是均匀场,以E表示圆柱单位体积的内能,M
2、为磁化强度,由热力学第一定律和第二定律: dE=dQ+0HdM, TdSdQ (1) 得 dE-TdS-0HdM0 (2) 若系统状态发生自发变化,而且在这过程中保持温度T和磁场H不变,则(2)式可写为 dG0 (3) 其中,G为圆柱单位体积的吉布斯函数: G=E-TS-0HM (4) (3)式表示,系统的自发过程朝着吉布斯函数G减小的方向进行现在设温度T和磁场H有一微小改变,导致系统状态发生一个十分微小的变化,于是由(4)式和(2)式,有 dG=-SdT-0MdH (5) (5)式表示在微小变化过程中,系统的熵S和磁化强度M可视为不变,即G是温度T与磁场H的函数按磁介质观点,样品处在正常态时M=0,由(5)式,此时有 dGn=-Sn(T)dT (6) Gn和Sn分别是正常态下的吉布斯函数和熵而在理想迈纳斯态下M=-H,(5)式成为dG=-S(T,H)dT+0HdH由可积条件,G的二阶混合导数与求导次序无关,故S(T,H)=S(T)于是有 dG=-S(T)dT+0HdH (7) 记H0时超导态的吉布斯函数为GS(T,H),H=0时GS(T,0)=GS(T)对(7)式积分得 , (TTc
3、) (8) 上式右方第二项是超导体内的磁能密度,故H=0时,GS(T,0)较小设TTc时,GS(T)Gn(T),由(8)式便可解释临界磁场现象当磁场H进入超导体内且逐渐增大时,GS(T,H)也逐渐增大,H达到临界值Hc(T)时,有 (9) 当HHc,超导态便转化为正常态,被称为超导态的凝聚能对式(9)微分,并由Sn(T)=-dGn(T)/dT,SS(T)=-GS(T,H)/TH=-dGn(T)/dT,可得 ,(TTc) (10) 由临界磁场的经验公式 (11) 可知dHc(T)/dT0,故(10)式给出 SS(T)Sn(T) (12) 即超导态下系统的熵较低,故处于超导态的电子比正常态的电子更为有序 4. 超声速气流在被加热的无摩擦的等截面管中流动时,沿流动方向将引起 A加速;B减速;C速度不变。超声速气流在被加热的无摩擦的等截面管中流动时,沿流动方向将引起A加速;B减速;C速度不变。B5. 辛烷(C8H18)在95%理论空气量下燃烧。假定燃烧产生物是CO2,CO,H2O,N2的混合物,确定这个燃烧方程,并计算其空气辛烷(C8H18)在95%理论空气量下燃烧。假定燃烧产生物是CO2,C
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