硅酸盐工业热工基础作业答案

硅酸盐工业热工基础作业答案2-1解:胸墙属于稳定无内热源的单层无限大平壁

单值条件tw1=1300C tw2=300Cδ=450mm F=10 m

2

胸墙的平均温度Tav＝（Tw1＋TW2）/2=（1300+300）/2=800C 根据平均温度算出导热系数的平均值

λav＝0.92＋0.7x0.001 x800＝1。48w/m.c

Q=λF(Tw1-Tw2)/δ=1.48X10X（1300－300）/0.48=3.29X104

W

2－2解：窑墙属于稳定无内热源的多层平行无限大平壁

由Q=t?/R或q=t?/Rt知，若要使通过胸墙的热量相同，要使单位导热面上的热阻相同才

行

单值条件δ1＝40mm δ2=250mm λ1=0.13W/m.C λ2=0.39W/m.

硅藻土与红砖共存时，单位导热面热阻(三层)

Rt1=δ1/λ1+δ2/λ2+ δ3/λ3=0.04/0.13+0.25/0.39+δ3/λ3

若仅有红砖（两层）Rt2=δ/λ2+δ3/λ3=δ/0.39+δ3/λ3

Rt1=Rt2?0.04/0.13+0.25/0.39=δ/0.39

得δ＝370mm,即仅有红砖时厚度应为370mm。

2—3 解：窑顶属于稳定无内热源的单层圆筒壁

单值条件δ＝230mm R1=0.85m Tw1=700C Tw2=100C

粘土砖的平均导热系数

λav=0.835X0.58X103-

X(Tw1+Tw2)/2=0.835+0.58X400X10

3-

=1.067W/m.C

R2=R1+δ=1.08m

当L=1时,Q=2λ∏( Tw1-Tw2)/4Ln21d d=2X3.14X1.067X1X600/4Ln1.08

0.85

=4200W/m

因为R2/R1≤2,可近似把圆筒壁当作平壁处理，厚度δ＝R2－R1，导热面积可以根据平均半径Rav＝（R1＋R2）/2求出。做法与2－1同。

2－4解：本题属于稳定无内热源的多层圆筒壁

单值条件λ1＝50W/m。C λ2＝0.1 W/m。C δ1＝5mm δ2＝95 mm

Tw1=300C Tw2=50C d1=175mm d2=185mm d3=375mm

若考虑二者的热阻，每单位长度传热量

Q=( Tw1-Tw2)X2π/(1213

1122

d d

Ln Ln

d d

λλ

+)=

2502

222.27

11851375

501750.1185

X

W

Ln Ln

π

=

+

若仅考虑石棉的热阻，则

Q ’=

(12)22502222.31131375220.1185

Tw Tw X X W d Ln Ln d ππ

λ-==

可见Q ≈Q ’，因而在计算中可略去钢管的热阻。

2—5解：本题属于稳定的无内热源的多层圆筒壁

若忽略交界面处的接触热阻，每单位长度通过粘土砖的热量Q1与通过红砖热量Q2相同 单值条件 d1=2m d2=2.69m d3=3.17m Tw1=1100C Tw2=80C 先假设交界处温度为600C ，则粘土转与红砖的平均导热系数

1100600

10.000580.835 1.328/.260080

2X0.000510.470.6434/.2

21(1100600)2 1.328500114076/20.29641

av X W m C av W m C

av X X Q W m

d Ln d λλλ+=

+=-===∏∏＋＝＋＝ 2av2(60080)20.6434520212802/30.16422

X X Q W m d Ln d λ-===∏∏

Q1与Q2相差太大，表明假设温度不正确。重新假设交界处温度620C 则:

1100620

10.8350.0058X

1.338W /.262080

20.470.0051X 0.6485/.2

m C W m C λλ+=＋＝＋＝＝＋

21(1620)2X1.338480113614/20.29641

22(6202)20.6485540213400/30.16422

Tw X Q W m

d Ln d Tw X X Q W m d Ln d λλ-===-===∏∏∏∏

Q1与Q2基本相等，因而交界处温度在620C 附近。 2—6 解：本题为稳定的无内热源的多层平行无限大平壁 根据一维热量方程T

Q Rth

=

∑V 其模拟电路如下

1

2

单值条件： 1.2a λ= 0.6b λ= λc ＝0.3 λd=0.8 W/m.C Tw1=370C Tw2=66C

δa=25mm δb=δc=75mm δd=50mm

0.0250.2083/1.20.1a Ra C m aFa X δλ=

== 0.05

0.625/0.80.1d Rd C m dFd X δλ=== 2F Fb = 20.075 2.5/0.60.1b X Rb C W bFb X δλ=== 20.0755/0.30.1

c X Rc C W cFc X δλ===

2.55

1.667/

2.55

RbRc X Rbc C W

Rb Rc =

==++ 总热阻 2.5/12304

121.62.5R Ra Rbc Rd C W

Tw Tw Q W

R =++=-===∑∑ 2-7 本题属于稳定的无内热源的单层无限大平壁 单值条件 Tw1=450C Tw2=50C q=340W/m 2

.C 保温层平均导热系数

12

0.0940.0001250.12525/.2

Tw Tw av X W m C

λ+=+

=

q=

(12)

av Tw Tw λδ

- 若要使q<340,那么要求δ(12)0.125254000.147340av Tw Tw X m q λ+≥

== 保温层厚度不得小于147mm.

2-8 本题属于稳定的无内热源的多层无限大平壁 ，做法与2－6同。 根据一维热量方程 Q ＝T

R

∑V ，把砌块分为三部分如图，其热阻分别为R1，R2，R3 模拟电路如下

1

3

2

气

实

单值条件：Tw1=100C Tw2=20C

λ1=0.79W/m.C λ2=0.29W/m.C

δ1=32.5mm δ2=50mm δ3=32.5mm

F1=F3=0.39X1=0.39m 2

F 气＝0.27 m 2

F 实＝0.12 m 2

R1＝R3＝

10.0325

0.1055/10.790.39

C W F X δλ== R 气＝

20.0500.6386C /20.27X0.29W F δλ＝

＝气

R 实＝20.05

0.5276/20.79X0.12

C W F δλ=＝实

R2＝

R 0.2889/R R C W R 气实

＝气＋实

总热阻1230.50C/W R R R R =++=∑

1280

1600.5Tw Tw Q W R

-=

==∑ 2－9 本题属于稳定的有内热源球体的导热

因为球内外表面温度保持不变，因而内热源散发的热量与球体传热量Q 相同qv=Q 单值条件 d1=150mm d2=300mm λ=73W/m.C tw1=248C tw2=38C

根据公式2－31 3

(12)1273210150300102889675

t t d d X X X X Q X W λδ

--=

==∏∏

球壁内外表面中心球面半径r=

112150300

112.5224

d d X mm ++== 根据公式2-29 1111

210()(12)()

0.0750.1125112481081111()()120.0750.15

X t t r r t t C r r ---=-

=-=-- 2-10 本题属于稳定的有内热源单层平壁的导热 。如图，以混凝土块中间层为Y 轴所在平面建立坐标

系，其中间层Ｘ坐标为０，温度为Ｔ１，外壁温度为Ｔ２，Ｔ３，且Ｔ２＝Ｔ３

3

12

单值条件t1=50C t2=20C

λ=1.5W/m.C qv=100W/3m

根据公式２－４０ 得到平壁内的温度分布方程221(

)12

q v t

t t x x x t δλδ-=-++

为求平壁内最高温度位置，对其求导，并使之为０得212t t x qv

δ

λ

δ-=

+

显然，在图中当x=0时，温度最高，因而有

122

t t qv δ

λδ-=

得0.95m δ===

因为只取了混凝土厚度的一半，因而总厚度为１.９m

2-11 解：本题属于具有稳定内热源的长圆柱体的导热 单值条件 d=3.2mm L=300mm U=10V tw=93C ρ=70μΩ.cm λ=22.5W/m.C

1) 钢丝电阻 R=832

0.3

70100.0261(1.610)L

X X F

X ρ

--==Ω∏

2) 钢丝电功率为 2100

38300.0261

U P W R =

== 3) 钢丝内热源为8332

3830

15.8710/(1.610)0.3

qv X W m X X -=

=∏ 4) 求钢丝中心温度，根据式２－４３

832

215.8710(1.610)0093138.24422.5

qv X X X t tw r C X λ-=+=+=

２－１２ 解：本题属于稳定的无内热源形状不规则物体的导热

F1为物体内侧表面积，若内壁尺度分别用y1,y2,y3表示，且所有y>δ时，则整个中空长方体的核算面积为 Fx=F1+4X0.54δ(y1+y2+y3)+8X0.152

δ=F1+2.16δ(y1+y2+y3)+1.22

δ 单值条件： y1=250mm y2=150mm y3=100mm

δ=230mm t1=900C t2=80C

3

31290080

0.260.23100.260.23100.3727/.22

t t X X W m C λ--++=+=+= Fx=2X(y1y1+y2y3+y1y3)+2.16δ(y1+y2+y3)+1.22

δ

=[2X(250X150+150X100+250X100)+2.16X230(250+150+100)+1.2X230X230]X10

6

-

=(155000+248400+65480)X106

- =0.466882

m

根据公式２－３２ Q=

0.3727(12)0.466888206200.23

Fx t t X X W λδ-== 2-13 解： 不相同，直径大的管道热损失大

本题属于稳定的无内热源的单层圆筒壁的导热

设两管子的内直径分别为d1,d2，其厚度为δ ，内外表面温度为t1,t2，导热系数为λ，已知d1

11

t t t

Q d Ln Ln d d λλδδ-=

=++∏∏V

管２的传热量2(12)222(1)

22

t t t

Q d Ln Ln d d λλδδ-=

=++∏∏V

因为

(1)(1)121

2

12

Ln Ln Q Q d d d d δ

δ

δδ

>

?+

>+?< 因而直径大的管道热损失大．

2-14 设d1=10d2 则Gr1=

222

2

21000210002g d t

g d t

Gr ββνν??=

=

因为其他各要素同，仅考虑两直径不同的影响 Nu1=0.53Gr1

0.25

=0.530.25

0.25(10002)

0.53 5.622 5.622Gr X Gr Nu ==

ad

Nu λ= a=Nu d

λ1 5.02210.56221102

()Nu Nu a a d d Q a Tw Tf F

λλ

=

===- 1110.562102 5.622Q a tF t F tF =?=?=?

因而两管子对流换热系数之比为0。562 热损失比值5。62 2-15 解：本题属于无限空间中自然对流换热

单值条件 d=3.0m L=10m Tw=68C Tf=22C 先判断Gr 以判断流态，定性温度Tb=

6822

4522

Tw Tf C ++== 查得6

2

17.4510/X m S ν-= Pr 0.6985= 2

2.810/.X W mC

λ-= 另外111

(1/)273.1545318.45

K Tb β=

==+ 46T Tb Tf C ?=-= 2－16 解：本题属于无限空间中的自然对流换热 单值条件 d=0.3m Tw=450C Tf=50C 先计算Gr 以判断流态，定性温度Tw Tf 45050

Tb 250C 22

++=

== 查表得 V ＝40.61X 6

2

10m /S - Pr ＝0.677 2

4.27X10W /m.C -λ= 另外111

(1/K)Tb 273500523

β=

==+ t Tw Tf 400C ?=-= 于是有b

33

79b 262

1

9.8X

X(0.3)X400

g L t

523(Gr Pr)[(

)Pr]X0.6778.3X1010V

(40.61X10)

-β?===< 故处于层流状态

查表得C ＝0.53 n ＝1/4 定型尺寸 d=0.3m

1

2n 724

b 4.27X10X0.53a C(Gr Pr)(8.3X10)7.2(W /m )d 0.3

-λ==

= 每米管道上的对流散热量为

ql a(Tw Tf )Fl 7.2X(45050)X

X0.32714W/m =-=-=∏

2－17 解：本题属于有效空间中的自然对流换热

热面在上面与下面时，其当量导热系数不同，要分别考虑 单值条件 δ＝20mm Tw1=130C Tw2=30C 1) 夹层中空气的平均温度 Tf ＝

Tw1Tw280C 2+= 11

1/K 27380353

β===+

t 13030Tw1Tw2100C ?=-=-=

2）按80C 查得空气的物性参数

2

3.05X10W /m.C -λ= 6

21.09X10

-ν=Pr 0.692=

3）计算Grf ＝34

262

g t 9.81X(0.02)X1001X 4.9984X10(21.09X10)353

-σβ?==ν 属于层流，且热平面在下面

4）求 e λ 140.25422e

0.195Gr 0.195X(4.9984X10) 2.916

e 2.916 2.916X3.05X108.89X10W /m.C

--λ===λλ=λ==

5）计算对流换热量

2e 0.089q t X100445W /m 0.02

λ=

?==σ 热面在上边与上同

2－18 解：本题属于流体在管内流动时的换热 单值条件 t=20C W=1.28m/s d=0.118m

查表得 2

2.59X10W /m.C -λ= 6

2

15.06X10m /S -ν= 计算 6wd 1.28X0.118

Ref 1002915.06X10

-=

==ν 得 0.85

0.85Nuf 0.0146Ref

0.0146X(10029)34.76===

2

Nuf 34.76X2.59X108.07W /m.C d 0.118

-λα=== 2－20 解：本体属于流体强制在管内流动时的换热

单值条件 w=10m/s d=0.05m L=1.75m Tw=150C Tf=100C 查表得 6

2

23.13X10m /S -ν= 2

3.21X10N /m.C -λ= Pr ＝0.688 Ref ＝

6wd 10X0.05

2161723.13X10

-==ν

根据2－66 式0.8

0.430.25

Pr f Nuf 0.021Ref Pr f (

)Pr w

=计算

0.80.430.25

0.688Nuf 0.021X21617X0.688X()

0.683

==

＝0.021X2936.5 X 0.851＝52.5

因为L/d=35<50 因而查表得修正系数l 1.03ε= 得2Nuf 0.0321X52.5

a L X1.0334.7W /m .C d 0.05

λ=

ε== 于是有33

10102

62

1

9.8346

318.15(Pr)[(

)Pr]0.69858.771010(17.4510)

b b X

X X g L t

Gr X X X βν

-?==

=> 故处于湍流状态

查表得c=0.12 n=1/3 定性尺寸 d=3m

a=1

21023

2.810(Pr)0.12(8.7710) 4.98/3

-=

???=g ℃n

b

X c Gr W m d λ

2－27 1）解：根据斯蒂芬—波尔茨曼定律可求得

σ=5.67×10-8

W/2m K T 1=293.15K T 2=873.15K 0.8ε=

484211,01E E T 0.8 5.6710293.15335W/m -=ε=εσ=???=

4844222,02E E T 0.8 5.6710873.15 2.63610W/m -=ε=εσ=???=?

2)由于11220,0?=?=，平面1所辐射出的总能量全部投射在2上，反之亦然

因而J 1＝G 2，J 2＝G 1 可看作A ≈ε，因而R 10.2=-ε= 列方程组

11,0122,02

J E RG J E RG =ε+=ε+ 即

11,0222,01

J E RJ J E RJ =ε+=ε+

化简得()

11,02,01J E R E RJ =ε+ε+

G2＝J1＝1,02,032212

E R E 3350.226360

G =J = 5.8410W /m 1R 0.96

ε+ε+?==?- 同理得 4

2

22,01J =E RJ 263600.25840 2.7510W/m ε+=+?=? 3）净辐射热量

42net1124

2

net221E J J 584027500 2.1710W /m E J J 275005840 2.1710W /m

=-=-=-?=-=-=?

2－28 1）当在两平面间放置一块黑度为0.8得蔗热板时，其净辐射热量为原来的一半

42

1.08X10W /m

4

4

2

4

4

2

T1273.1520E10C0 5.669X 418W /m

100100T2600273.15E20C0 5.669X 32950W /m 100100+????=== ? ?????+????=== ? ?

????

其辐射网络见课本

Qnet1,2=()12E10E20ε-131?= ?31=1 ?32=1 ?23=1

1

112112

11112111111123

1332ε=

=

????????

++-+-+-++-+- ? ? ? ?εεεεεεε????????

1130.8121

3

X420.8

ε=ε时＝

＝

－

()()321

Qnet1,2=12E10-E20X 41832950 1.08X10W /m 3ε=-=

11

30.05122240.520.80.05

ε=ε+当时＝＝

－ ()21

Qnet1,212E10E20X(41832950)803W /m 40.5

=ε=

-=－ 2－29 解：裸气管放在空气中，由于所辐射的能量全部为空气吸收，因而空气可以近似看作黑体 1ε= 121?= 2

F 0.3m =π

4444444T1T2Qnet1212C012F1

1001001

T1T2C0F1

11100100112121112T1T21C0F1100100440273.1510273.0.8X5.669X 100??

????-=ε-??? ? ????????

???????=-?? ? ?????????????+?-+?- ? ?

εε????

??????=ε-??

? ?????????

++??=- ???42

15X0.31000.8X5.669X2522.3X0.310780W /m ??

??π

?? ???????=π= 2－30 1) 解：在周围安装遮热管，起到了防止热量散失的功能，其中 10.8ε= 21ε= 30.82ε= 131

?=321?= F20.4=π

其热阻网络结构见课本

4

2

4

2

T1E10C014663W /m

100T2E20C0365W /m 100??== ?????== ?

??

()()()E10E20

Qnet1,2111131

21F113F13F332F3E10E20F1213111

X 31311133

14663365X0.35783W /m 10.80.18

10.750.75X20.80.82

-=

-ε-ε+++ε?ε?-=

-ε-ε++?+?ε?ε-π==-+++ 解：太阳光射到平板上，平板吸收并向空气中辐射，由于平板温度恒定，因而吸收的能量与平板与空气之间的辐射换热量同 T1 为平板温度

2－31解：太阳光射到平板上，平板吸收并向空气中辐射，由于平板温度恒定，因而吸收的能量与平板与空气之间的辐射换热量同 T1 为平板温度

1）当 10.14ε= 00.90ε=时 T2＝25C

44T1T21E00C0100100??

????ε=ε-?? ? ?????????

44T1298.150.14X7000.9X5.669100100T242C

??

????=-?? ? ?????????=解得

2）当0.96ε=

444

4

00.95T1T22E00C0100100T1298.150.96X7000.95X5.669X 100100T1105C

ε=??

????εε??

? ?????????

??????

?? ? ?

???????

?

时

＝－＝－得＝

3）此时白板吸收率与其黑度相同 ，二者ε值相同，计算方法同上

2－32 解：热电偶处于热平衡状态，温度恒定，它对钢管得辐射换热量与它与空气的对流换热量同

单值条件 T1＝110C T2＝220C 0.8ε＝ 2

a 52.4W /m C =g

Tg －空气的真实温度C 热电偶与管道的辐射换热 ()Qnet12a Tg T2-=- 依题意得 Qnet12Qnet2g -=- 因而有

()()444

4

T2T1a Tg T2C010*******.15383.1552.4Tg 2200.8X5.669100100??

????ε??

? ????????

???????

?? ? ?

???????

?

－＝－－＝－

解得Tg ＝253C 253220

13253

－误差＝＝％

07360110材料工程课程设计教学大纲

材料工程课程设计 Course Exercise for Material Engineering 课程编号：07360110 学分： 2 学时：2周（其中：讲课学时：实验学时：上机学时：2周） 先修课程：材料工程基础 适用专业：无机非金属材料专业本科三年级学生 教材： 开课学院：材料科学与工程学院 一、课程的性质与任务： 《材料工程课程设计》目的在于加强实践教学环节，加深对理论知识的理解，培养学生综合运用基础理论和专业知识分析、解决实际问题的能力。 课程设计的任务是通过设计各种型号的窑炉，加深对专业课《材料热工工程》的全面理解，掌握无机材料工业的重要设备－窑炉的工作原理，设计与计算的方法，提高分析问题与解决问题的能力，同时也培养学生应用计算机辅助设计与绘图的能力。 二、课程的基本内容及要求： 1.课程的基本内容 （1）掌握窑炉的工作原理 （2）掌握窑体的主要尺寸计算 （3）掌握窑炉的热工计算 （4）掌握窑体材料的选择 （5）熟练应用CAD软件制图 （6）撰写设计说明书 2.课程要求： 要求通过给定设计内容及原始数据，结合专业课《热工工程》的教学内容，掌握窑炉的工作原理，掌握窑炉的设计与计算的方法，并能熟练应用CAD软件制图，完成设计说明书和结构简图一份。

四、大纲说明 1、根据学生完成的课程设计说明书和图纸的质量和设计阶段的表现综合评定成绩，分优、良、中、及格、不及格五等。 2、按每天8小时计，总工作量不少于80小时。 五、参考书目及学习资料 1、《硅酸盐工业热工基础》；孙晋源主编；武汉工业出版社，1992年 2、《陶瓷工业热工设备》，刘根群主编；武汉工业出版社，1989年 3、《玻璃工业热工设备》，孙承绪主编；武汉工业大学出版社，1996年 4、《玻璃窑炉设计与计算》，孙承绪主编；中国建筑工业出版社，1983年 制定人：陈彩凤审定人：刘军批准人：杨娟 2013 年4 月10 日

硅酸盐工业热工设备(陶瓷)教学大纲pdf

《陶瓷热工设备》课教学大纲 Thermal equipment in ceramics 课程编码： 学分：课程类别： 计划学时：32 其中讲课：32 实验或实践：上机： 适用方向：材料科学与工程（陶瓷） 推荐教材： 姜洪舟主编《无机非金属材料热工设备》武汉理工大学出版社 2010 参考教材： 孙承绪主编《陶瓷工业热工设备》武汉工业大学出版社 2008 刘振群著《陶瓷工业热工设备》化工出版社 1994 姜金宁主编《耐火材料热工设备》冶金工业出版社 1998 课程的教学目的与任务 陶瓷热工设备课是材料科学与工程专业的一门专业性课程。主要学习内容是：学习和掌握陶瓷工业生产中所用的烧结设备—工业热工设备的知识。通过该课程的学习，使学生掌握陶瓷工业热工设备的发展历史；结构、工作原理与操作制度；工业热工设备的设计、计算；掌握各种不同陶瓷工业热工设备的特点、性能及进行优劣比较；掌握热工设备的热工测量技术和自动调节知识。使学生具有使用、改进和设计热工设备以及初步引进科研的能力. 课程的基本要求 1、本课程以隧道窑为主要内容。因此，要求学生认真学习和掌握隧道窑的结构、热工设备的发展历史、陶瓷产品的烧成制度，耐火材料与隔热的种类与性能，各种热工设备的工作原理、结构设计计算等 2、通过对本课程的学习，使学生对陶瓷工业热工设备的实际工程问题具有一定的分析和解决能力。 3、本课程的先行课程为：工程制图、材料机械、材料力学、流体力学、热工基础等课程。本课程学习时最好与陶瓷工艺学同步进行,或略后于该课程。 4、课程采用课堂教学为主，见习为辅，结合生产实习，以课程设计作为实践教学环，学习工业热工设备的设计以达到对热工设备结构的了解和掌握。 各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验） 第一章:隧道窑。计划学时：12 [教学目的与要求] 掌握隧道窑的分类，各部结构特点、工作原理及操作原理。掌握隧道窑与辊道窑操作控制及常用气体燃烧设备及隧道窑与辊道窑耐火材料选择。了解窑炉的发展方向及节能途径

工程热力学期末试题及答案

工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 （闭卷，150分钟） 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？ 答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C ，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： =??? ? ?++-?=15.27350015.273301500,q x E 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分 1分 根据卡诺定理及推论： 1 则： 。1分 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空， 如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ） 如何变化，并简述为什么。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。 5. 试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计） 答：开口系一般能量方程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件 ， 则上式可以简化为： 根据质量守恒，有 代入能量方程，有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态方程。 答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态方程可写成：P i V = m i R i T 。 B 隔板 A 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W R 0S ?=22t t,C 1111Q T Q T ηη==-=-iso 0S ?=iso 0 S ?=

高中化学知识点—硅和硅酸盐工业

高中化学知识点规律大全 ——硅和硅酸盐工业 1．碳族元素 [碳族元素] 包括碳(6C)、硅(14Si)、锗(32Ge)、锡(50Sn)和铅(82Pb)5种元素．碳族元素位于元素周期表中第ⅣA族。[碳族元素的原子结构] (1)相似性： ①最外层电子数均为4个； ②主要化合价：+2价、+4价．其中C、Si、Ge、Sn的+4价化合物稳定；Pb的+2价的化合物稳定，但+4价的Pb的化合物却是不稳定的，如PbO2具有强氧化性。 (2)递变规律：按碳、硅、锗、锡、铅的顺序，随着核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大，失电子能力增强，得电子能力减弱，非金属性减弱，金属性增强。由于碳族元素的最外层为4个电子，因此由非金属性向金属性递变的趋势很明显。在碳族元素的单质中，碳是非金属；硅虽然是非金属，但却貌似金属(为灰黑色固体)，且为半导体；锗具有两性，但金属性比非金属性强，为半导体；锡和铅为金属。 *[C60]C60与金刚石、石墨一样，都属于碳的同素异形体。C60是一种由60个碳原子构成的单质分 子，其形状如球状的多面体，在C60分子中有12个五边形和20个六边形。 [硅] (1)硅在自然界中的含量：硅在地壳中的含量居第二位(含量第一位的为氧元素)。 (2)硅在自然界中的存在形式：自然界中无单质硅，硅元素全部以化合态存在，如二氧化硅、硅酸盐等．化合态的硅是构成地壳的矿石和岩石的主要成分。 (3)单质硅的物理性质：单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。其熔点、沸点很高，硬度很大(晶体硅的结构类似于金刚石)。晶体硅是半导体。 (4)单质硅的化学性质： ①在常温下，硅的化学性质不活泼，不与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等发生反应，但能与F2、HF和强碱反应。例如：Si + 2NaOH + H2O ＝Na2SiO3 + 2H2↑ ②在加热时，研细的硅能在氧气中燃烧：Si + O2SiO2 (5)用途： ①硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可制成太阳能电池。 ②利用硅的合金，可用来制造变压器铁芯和耐酸设备等。 (6)工业制法．用焦炭在高温下还原SiO2可制得含有少量杂质的粗硅： SiO2 + 2C Si + 2CO↑ [二氧化硅] (1)二氧化硅在自然界中的存在：天然二氧化硅叫硅石。石英的主要成分为二氧化硅晶体，透明的石英晶体叫做水晶，含有有色杂质的石英晶体叫做玛瑙。二氧化硅是一种硬度很大、熔点很高的固体。 (2)化学性质： ①SiO2是酸性氧化物．例如：SiO2+CaO CaSiO3 SiO2还可与NaOH反应：SiO2 + 2NaOH(水溶液中或熔融态) ＝Na2SiO3 + H2O 注意a．由于SiO2与强碱溶液反应生成了粘性很强的Na2SiO3溶液，因此盛放碱性的试剂瓶不能用玻璃塞，以防止瓶塞和瓶子粘在一起． b．SiO2不溶于水，也不与水反应．因此，不能通过SiO2与H2O反应的方法来制取其对应的水化物——硅酸(H2SiO3)．制取H2SiO3的方法如下： Na2SiO3 + 2HCl ＝2NaCl + H2SiO3↓ 或Na2SiO3 + CO2 + H2O ＝Na2CO3 + H2SiO3↓ 硅酸(H2SiO3)不溶于水，其酸性比H2CO3还弱。 ②SiO2能与氢氟酸发生反应：4HF + SiO2＝SiF4 + 2H2O SiO2是玻璃的主要成分，因此盛氢氟酸的试剂瓶不能用玻璃容器（可用塑料瓶）。 (3)用途： ①二氧化硅是制造高性能通讯材料——光导纤维的重要原料。 ②石英用来制造石英电子表、石英钟。较纯净的石英用来制造石英玻璃，石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。 ③水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品和眼镜片等。 ④玛瑙用于制造精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品。

硅及其化合物 硅酸盐工业

硅及其化合物硅酸盐工业 【学习目标】1、理解晶体硅的结构、性质和用途 2、掌握原硅酸、硅酸和硅酸盐的重要性质 3、了解工业上生产玻璃和水泥的原料、化学原理和产品的成分、性能 【学习重点】硅的结构、性质和用途；硅酸、硅酸和硅酸盐的重要性质。 【学习要点】 一、硅的结构及性质 二、硅的重要化合物 三、硅酸盐工业 【随堂练习】 1、下列关于硅和硅的化合物的叙述正确的是（） ①硅的晶体结构和金刚石相似，都是原子晶体②硅是地壳中含量最多的非金属③晶体硅是良好的半导体材料④ SiO2是制造光导纤维的重要材料⑤SiO2分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的⑥SiO2是两性氧化物，它不溶于任何酸 A ①②⑥ B ①⑤⑥ C ③④⑤ D ②⑤⑥ 2、下列说法不正确的是（） ①石英、玛瑙、水晶、硅藻土、玻璃等主要成分都是SiO2。②含硅4%的钢具有良好导磁性，含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性③自然界中没有游离态的硅，化合态硅是构成矿物和岩石的主要成分。④以单质硅为原料，生产一系列含硅产品的工业叫硅酸盐工业。⑤普通玻璃的主要成分是3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3。⑥玻璃的成分是相同的，如石英玻璃、钢化玻璃、有机玻璃、水玻璃等，只是他们的加工工艺不同而已。⑦水泥的硬化过程是复杂的物理化学过程，水泥中加入的石膏是为了加速水泥的硬化速度。⑧因为高温是SiO2跟Na2CO3反应放出CO2，故硅酸比碳酸酸性强。 A 全不正确 B 除①②③④外 C 除②③外 D ④⑥⑦⑧ 3、工业上由粗硅制取纯硅有以下反应： ① Si（s）+ 3HCl == SiHCl3 + H2（g）+ 381kJ ② SiHCl3（g）+ H2 == Si（s）+ 3HCl（g） 对于上述反应说法正确的是（） A 均为置换反应和氧化还原反应 B 反应①、②实际上互为逆反应 C 由于反应①放热，则反应②一定吸热 D 提高SiHCl3产率，应采取加压和升温办法 4、下列说法正确的是（） A 在炼铁、制玻璃、制水泥三种工业生产中都需要的原料是生石灰 B 陶瓷、水泥、玻璃、单晶硅、普钙等都属于硅酸盐产品 C 普通玻璃是电的绝缘体，这种透明的固体不属于晶体 D 钢化玻璃的重要用途之一是制造汽车车窗，合成它的主要原料是四氟乙烯 5、下列元素的单质中，最易跟氢气反应生成氢化物的是（） A 硼 B 氮 C 氟 D 碳 6、固体融化时必须破坏非极性键的是（） A 冰 B 晶体硅 C 溴 D 二氧化硅 7、CO2通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是（） A 氯化钙 B 石灰水 C 饱和碳酸钠溶液 D 硅酸钠 8、石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，制造输电线、电厂设备破坏。这是由于石墨（） A 有放射性 B 易燃、易爆 C 能导电 D 有剧毒

硅酸盐工业热工基础(重排本)课后答案

【解】查表知硅砖的导热系数λ= 0.92 + 0.7×10-3 t W/（m.o C ） 硅砖的平均温度 o 121300300800C 22 av t t t ++=== 硅砖的平均导热系数 λ = 0.92 + 0.7×10-3 t av = 0.92 + 0.7×10-3 ×800 = 1.48 W/（m.o C ） 散热损失量 (1300300) 1.481032889W 0.45t t F Q F λδδλ??-?? ==== 习题【2-2】 【解】设硅藻土砖的厚度和导热系数分别为δ1，λ1 红砖的厚度和导热系数分别为δ2，λ2 如果不用硅藻土，红砖的厚度为δ2 用红砖替代硅藻土后，要保持炉墙的散热量不变，即保持炉墙的热阻不变 替换前，炉墙热阻12 112R δδλλ= +，替换后，炉墙热阻322 R δλ= 令R 1=R 2，得 3 12122 δδδλλλ+=，则 213210.390.04 0.250.37 m =370 mm 0.13 λδδδλ?=+ =+= 习题【2-3】 【解】该拱形窑顶的导热可以视为1/4单层圆筒壁的导热 查表知耐火粘土砖的导热系数λ= 0.835+ 0.58×10-3 t W/（m.o C ） 耐火粘土砖的平均温度 o 12700100400C 22av t t t ++=== 硅砖的平均导热系数 λ = 0.835 + 0.58×10-3 t av = 0.835 + 0.58×10-3 ×400 = 1.067 W/（m.o C ） 根据单层圆筒壁的传热量公式可得每米窑长拱顶散失热量 21 11700100 4197W/m 10.850.23 14 4 ln ln 2 1.06710.85 2t Q d l d ππλ?-= == +??

湖南大学工程热力学试题及答案1

诚信应考,考试作弊将带来严重后果！ 湖南大学课程考试试卷

2. 理想气体只有取定值比热容时，才能满足迈耶公式g v p R c c =-。……（ ） 3. 不可逆过程不能T-s 图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。………… （ ） 4. 卡诺循环的热效率一定大于其它循环的热效率。…………………………（ ） 5. 稳定流动能量方程适用于所用工质的稳定流动情况，不论过程是否可逆，有无耗散效应。……………………（ ） 6. 自发过程都是不可逆过程，非自发过程都是可逆过程。…………………（ ） 7. 活塞式压气机应采用隔热措施，使压缩过程接近绝热过程。………………（ ） 8. 经不可逆循环，系统与环境无法完全恢复原态。……………………………（ ） 9. 熵产大于0的过程必为不可逆过程。………………………………………（ ） 10. 实际气体绝热自由膨胀之后，其热力学能不变。…………………………（ ） 三、选择题（每小题2分，共20分） 1. 理想气体可逆吸热过程，下列哪个参数一定增加：（ ）。 A.热力学能； B.熵； C.压力； D.温度 2. ? +?=pdv u q 适用于 （ B ） A 理想气体可逆过程 B 一切气体可逆过程 C 理想气体一切过程 D 理想气体准静态过程 3. 下面参数中，量纲不相同的有（ B ） A. 比热容 B. 比焓 C. 质量气体常数 D. 比熵 4. 若空气进行可逆定压加热过程，则：（ C ）。 A.空气作功量大于其热力学能增量； B.空气作功量等于其热力学能增量； C.空气作功量小于其热力学能增量； D.无法确定 5. 下列三种状态的空气，哪种状态的熵最大（ A ）。 A. 100oC ，20bar ； B. 200oC ，10bar ； C. 100oC ，10bar ； D. 150oC ，15bar 6. 某制冷机在热源1T =300K 及冷源2T =250K 之间工作，其输入功W 为25kJ ，从冷源吸热量Q ,2为110kJ ，此制冷机是（ C ）。

硅酸盐工业热工基础知识课后复习标准答案

硅酸盐工业热工基础作业答案2-1解:胸墙属于稳定无内热源的单层无限大平壁 单值条件tw1=1300C tw2=300Cδ=450mm F=10 m 2 胸墙的平均温度Tav＝（Tw1＋TW2）/2=（1300+300）/2=800C 根据平均温度算出导热系数的平均值 λav＝0.92＋0.7x0.001 x800＝1。48w/m.c Q=λF(Tw1-Tw2)/δ=1.48X10X（1300－300）/0.48=3.29X104 W 2－2解：窑墙属于稳定无内热源的多层平行无限大平壁 由Q=t?/R或q=t?/Rt知，若要使通过胸墙的热量相同，要使单位导热面上的热阻相同才 行 单值条件δ1＝40mm δ2=250mm λ1=0.13W/m.C λ2=0.39W/m. 硅藻土与红砖共存时，单位导热面热阻(三层) Rt1=δ1/λ1+δ2/λ2+ δ3/λ3=0.04/0.13+0.25/0.39+δ3/λ3 若仅有红砖（两层）Rt2=δ/λ2+δ3/λ3=δ/0.39+δ3/λ3 Rt1=Rt2?0.04/0.13+0.25/0.39=δ/0.39 得δ＝370mm,即仅有红砖时厚度应为370mm。 2—3 解：窑顶属于稳定无内热源的单层圆筒壁 单值条件δ＝230mm R1=0.85m Tw1=700C Tw2=100C 粘土砖的平均导热系数 λav=0.835X0.58X103- X(Tw1+Tw2)/2=0.835+0.58X400X10 3- =1.067W/m.C R2=R1+δ=1.08m 当L=1时,Q=2λ∏( Tw1-Tw2)/4Ln21d d=2X3.14X1.067X1X600/4Ln1.08 0.85 =4200W/m 因为R2/R1≤2,可近似把圆筒壁当作平壁处理，厚度δ＝R2－R1，导热面积可以根据平均半径Rav＝（R1＋R2）/2求出。做法与2－1同。 2－4解：本题属于稳定无内热源的多层圆筒壁 单值条件λ1＝50W/m。C λ2＝0.1 W/m。C δ1＝5mm δ2＝95 mm Tw1=300C Tw2=50C d1=175mm d2=185mm d3=375mm 若考虑二者的热阻，每单位长度传热量 Q=( Tw1-Tw2)X2π/(1213 1122 d d Ln Ln d d λλ +)= 2502 222.27 11851375 501750.1185 X W Ln Ln π = + 若仅考虑石棉的热阻，则

最新高中化学-高一化学新型无机非金属材料 精品

第二节硅酸盐工业简介、新型无机非金属材料 【同步教育信息】 一. 本周教学内容：第二节硅酸盐工业简介、新型无机非金属材料 二.知识目标： 初步了解“硅酸盐工业”；初步了解制水泥的主要原料和生产过程、水泥的主要成分和性质；了解制玻璃的主要原料和主要反应。 三. 能力目标：通过对水泥工业的教学，培养学生的自学能力和表达能力。 四. 德育目标： 使学生逐渐形成正确的科学社会观，即使学生认识到“科学技术是第一生产力”，关心环境、资源再生等与现代社会有关的化学问题，具有社会责任感。通过对玻璃、陶瓷工业现状及前景的介绍，激发学生学习兴趣。 五. 重点难点： 普通玻璃的化学反应原理作为知识目标中的重点，但更重要的是培养学生的能力及科学情感和科学思想。 六. 知识分析： （一）硅酸盐工业简介 1. 水泥普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaO·Si02)、硅酸二钙(2CaO·Si02)和铝酸三钙(3CaO·A1218)等。 2. 玻璃玻璃有普通玻璃、石英玻璃、光学玻璃等等。玻璃没

有固定的熔、沸点。 3. 比较水泥和玻璃的生产方法（见下表）硅酸盐产品 4. 陶瓷（1）制造陶瓷的主要原料：粘土。 （2）制造陶瓷的一般过程：混合、成型、干燥、烧结、冷却、陶器 （3）陶瓷的种类(根据原料、烧制温度划分)：土器、陶器、瓷器、炻器等。硅酸盐的组成可以用氧化物形式来表示例高岭石：A12(Si218)(OH)4可表示为：A1218·2Si02·2H20 （二）新型无机非金属材料： 1. 无机非金属材料的分类 （1）传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。 （2）新型无机非金属材料：半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等。

《硅酸盐工业热工设备(陶瓷)》课程教学大纲

《硅酸盐工业热工设备(陶瓷)》课程教学大纲 一、基本信息 课程编号：01A32205 课程名称：硅酸盐工业热工设备（陶瓷） 英文名称：Thermal Equipment for Silicate Industry (Ceramic) 课程类型: □通识必修课□通识核心课□通识选修课□学科基础课 □专业基础课■专业必修课□专业选修课□实践环节 总学时：32 讲课学时：32 实验学时：0 学分：2.0 适用对象：材料科学与工程（陶瓷方向）本科生 先修课程：热工基础、流体力学、工程制图、材料机械、材料力学等课程。本课程学习时最好与陶瓷工艺学同步进行,或略后于该课程。 课程负责人：刘永杰 二、课程的性质与作用 《硅酸盐工业热工设备（陶瓷）》课是材料科学与工程专业（陶瓷方向）的一门专业必修程，其主要任务是阐明陶瓷工业生产中所用的热工设备—窑炉的结构、作用、工作原理等知识，并及时的介绍一些陶瓷热工设备方面的有关新技术的新成果。使学生对陶瓷工业生产所用热工设备的类型、构造、工作原理、工作参数及性能、用途有全面、系统和深入的理解，熟悉陶瓷工业热工设备设计和使用的知识，了解陶瓷工业热工设备的现状及发展趋势，为后续生产实践和科学实验过程中进行设备选型、使用和维护奠定理论和技术基础。 三、教学目标 通过该课程的学习，使学生掌握陶瓷工业热工设备的用途及作用；热工设备的结构、工作原理与操作方法；陶瓷工业热工设备的设计；掌握各种不同陶瓷工业热工设备的特点、性能及进行优劣比较；了解热工设备的热工测量技术和自动调节知识。使学生具备使用、改进和设计热工设备的初步能力。认识陶瓷工业热工设备对于环境保护、行业发展以及企业效益的重要性，并关注其发展动态和环保理念，能够在以后的生产实践和科学实验过程中正确地进行设备选型、使用、维护和更新。 课程目标与相关毕业要求指标点的对应关系

硅酸盐工业热工基础作业答案

硅酸盐工业热工基础作业答案 2-1解:胸墙属于稳定无内热源的单层无限大平壁 单值条件 tw1=1300C tw2=300C δ=450mm F=10 m 2 胸墙的平均温度 Tav ＝（Tw1＋TW2）/2=（1300+300）/2=800C 根据平均温度算出导热系数的平均值 λav ＝＋ x800＝1。48w/ Q=λF(Tw1-Tw2)/δ=（1300－300）/=4 2－2 解：窑墙属于稳定无内热源的多层平行无限大平壁 由Q=t ?/R 或q=t ?/Rt 知，若要使通过胸墙的热量相同，要使单位导热面上的热阻相同才行 单值条件 δ1＝40mm δ2=250mm λ1= λ2=m. 硅藻土与红砖共存时，单位导热面热阻(三层) Rt1=δ1/λ1+δ2/λ2+ δ3/λ3=++δ3/λ3 若仅有红砖（两层） Rt2=δ/λ2+δ3/λ3=δ/+δ3/λ3 Rt1=?+=δ/ 得 δ＝370mm,即仅有红砖时厚度应为370mm 。 2—3 解：窑顶属于稳定无内热源的单层圆筒壁 单值条件 δ＝230mm R1= Tw1=700C Tw2=100C 粘土砖的平均导热系数 λav= 3-3 - R2=R1+δ= 当L=1时,Q=2λ∏( Tw1-Tw2)/4Ln 21d d =1.080.85 因为R2/R1≤2,可近似把圆筒壁

当作平壁处理，厚度δ＝R2－R1，导热面积可以根据平均半径Rav ＝（R1＋R2）/2求出。做法与2－1同。 2－4解：本题属于稳定无内热源的多层圆筒壁 单值条件 λ1＝50W/m 。C λ2＝ W/m 。C δ1＝5mm δ2＝95 mm Tw1=300C Tw2=50C d1=175mm d2=185mm d3=375mm 若考虑二者的热阻，每单位长度传热量 Q=( Tw1-Tw2)X2π/(12131122d d Ln Ln d d λλ+)=2502222.2711851375 501750.1185 X W Ln Ln π =+ 若仅考虑石棉的热阻，则 Q ’= (12)22502222.31131375220.1185 Tw Tw X X W d Ln Ln d ππ λ-== 可见Q ≈Q ’，因而在计算中可略去钢管的热阻。 2—5解：本题属于稳定的无内热源的多层圆筒壁 若忽略交界面处的接触热阻，每单位长度通过粘土砖的热量Q1与通过红砖热量Q2相同 单值条件 d1=2m d2= d3= Tw1=1100C Tw2=80C 先假设交界处温度为600C ，则粘土转与红砖的平均导热系数 1100600 10.000580.835 1.328/.260080 2X0.000510.470.6434/.2 21(1100600)2 1.328500114076/20.29641 av X W m C av W m C av X X Q W m d Ln d λλλ+= +=-===∏∏＋＝＋＝

高一化学硅酸盐工业简介

第二节硅酸盐工业简介 Ⅰ学习重点 1.从原料、反应条件、原理、主要设备，主要成份及其表示方法等方面比较普通玻璃和普通水泥的生产方法 2.硅酸盐的表示方法，玻璃态物质的特点 一、选择题 1.下列不属于硅酸盐工业产品的是( ) A.水泥 B.陶瓷 C.砖瓦 D.石英玻璃 2.下列物质不属于硅酸盐的是( ) A.粘土 B.硅藻土 C.Al2(Si2O5)(OH)4 D.Mg2SiO4 3.生产水泥的主要设备是( ) A.熔炉 B.回转窑 C.沸腾炉 D.合成塔 4.某硅酸盐样品中锌的质量分数为58.6%，其化学组成用氧化物形式可表示为n ZnO·SiO2，则n值等于( ) A.0.5 B.1 C.2 D.3 5.在天然环境中用自然界中的物质，且在常温下必须在空气中才能硬化的是( ) A.石灰抹墙后变硬不再溶于水 B.熟石膏调水后灌入模中变硬 C.水玻璃抹在蛋皮上不久变硬呈玻璃状 D.水泥砂浆浇灌后变硬 6.在水泥中加石膏的目的是( ) A.调节水泥的机械强度 B.调节水泥的硬化速度 C.降低水泥的成本 D.扩大水泥的使用范围 7.关于水泥的下列说法，错误的是( ) A.水泥遇水就会发生硬化 B.水泥是化合物 C.水泥砂浆和混疑土必定要有水泥 D.水泥回转窑中生料和空气、煤粉是逆向操作的 8.用1 L 1.0mol/LNaOH溶液吸收标准状态下17.92 L CO2，所得溶液中CO2-3和 HCO-3的摩尔浓度之比约是( ) A.1∶3 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2 9.下列物质中，制取时不需用石灰石作原料的是( ) A.硅酸 B.水泥 C.玻璃 D.生石灰 10.过量的泥沙、纯碱和生石灰共熔后可生成 ①水泥②玻璃③瓷器④混凝土⑤一种硅酸盐产品( ) A.①和④ B.②和⑤ C.③ D.② 11.根据水泥和玻璃的生产，总结出硅酸盐工业的一般特点是 ①生成物是硅酸盐；②反应条件是高温；③含有硅的物质作原料；④反应原理是一系列复杂的物理-化学变化( ) A.①③ B.①②③ C.①②③④ D.①③④ 12.与普通玻璃主要成分一样的是( ) A.钢化玻璃 B.玻璃纸 C.有机玻璃 D.水玻璃 13.欲观察氢气燃烧的焰色，燃气导管口的材料最好的是( )

工程热力学与传热学试题及答案样本

《工程热力学与传热学》 一、填空题（每题2分，计20分） 1.如果热力系统与外界之间没有任何形式能量互换，那么这个热力系统一定是( ） 2.抱负气体比热容只与( ）参数关于。 3.若构成热力系统各某些之间没有热量传递，热力系统将处在热平衡状态。此时热力系统内部一定不存在( ）。 4.若构成热力系统各某些之间没有相对位移，热力系统将处在力平衡状态。此时热力系统内部一定不存在( ）。 5.干饱和蒸汽被定熵压缩，将变为：( ）。 6.湿空气压力一定期，其中水蒸气分压力取决于( ）。 7. 再热循环目是( ）。 8. 回热循环重要目是( ）。 9.热辐射可以不依托( ），在真空中传播。 10. 流动功变化量仅取决于系统进出口状态，而与( ）过程无关。 二. 判断题（每题1分，计20分） 1.孤立系统热力状态不能发生变化；（） 2.孤立系统就是绝热闭口系统；（） 3.气体吸热后热力学能一定升高；（） 4.只有加热，才干使气体温度升高；（） 5.气体被压缩时一定消耗外功；（）

6.封闭热力系内发生可逆定容过程，系统一定不对外作容积变化功；（） 7.流动功变化量仅取决于系统进出口状态，而与工质经历过程无关；（） 8.在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功pv两某些构成。（） 9.抱负气体绝热自由膨胀过程是等热力学能过程。（） 10.对于拟定抱负气体，其定压比热容与定容比热容之比cp/cv大小与气体温度无关。（） 11.一切可逆热机热效率均相似；（） 12.不可逆热机热效率一定不大于可逆热机热效率；（） 13.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程熵变等于可逆过程熵变；（） 14.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程熵变不不大于可逆过程熵变；（） 15.不可逆过程熵变无法计算；（） 16.工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小；（） 17.封闭热力系统发生放热过程，系统熵必然减少。（） 18.由抱负气体构成封闭系统吸热后其温度必然增长；（） 19.懂得了温度和压力，就可拟定水蒸气状态；（） 20.水蒸气定温膨胀过程满足Q=W；（） 三. 问答题（每题5分，计20分） 1. 阐明什么是准平衡过程？什么是可逆过程？指出准平衡过程和可逆过程关系。

热工基础1-3章部分习题答案及附加例题

m l h m mm l m kg cm g 1.05.02.030sin 2.0200/800/8.033=?======ρ已知： 烟气的真空度为： Pa h g p v 8.78430sin 2.081.9800=??=??=ρ ∵ 1 mmH 2O = 9.80665 Pa ∴ 1 Pa = 0.10197 mmH 2O O mmH Pa p v 2027.808.784== 烟气的绝对压力为： kPa Pa p p p v b 540.98388.985408.7843224.133745==-?=-= 2.2填空缺数据（兰色）： 2.9 题略 已知：D 1 = 0.4 m ，p 1 =150 kPa ，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD ，太阳辐射加热后D 2 = 0.45 m 求：过程中气体对外作功量 解：由D 1=0.4 m ，p 1=150 kPa ，可求得：k =375 kPa/m kJ D D k dD kD W dD kD D d kD pdV dW D D 27.2) (8 22 )6 (41423332 1 =-= == ?==? π π π π 答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ

解：由题意：△U = 0 → T 2 = T 1 = 600 K 由理想气体气体状态方程， 有： Pa p p T V p T V p T V p 5121 1 2222111100.23 1 3?== == △U =△H = 0 3.7 题略 解：（1）混合后的质量分数： ωCO 2 = 5.6 %， ωO 2 =16.32 %， ωH 2O =2 %， ωN 2 =76.08 % （2） 折合摩尔质量： M eq = 28.856 kg/kmol （3） 折合气体常数： R eq = 288.124 J/（kg ·K ） （4） 体积分数： φCO 2 = 3.67 %， φO 2 =14.72 %， φH 2 O =3.21 %， φN 2 =78.42 % （5）各组分气体分压力： p CO 2 = 0.01101 MPa ， p O 2 =0.04416 MPa ， p H 2O =0.00963 MPa ， p N 2 =0.2353 MPa 下面是附加的一些例题，供参考： 一、试求在定压过程中加给理想气体的热量中有多少用来作功？有多少用来改变工质的热力学能（比热容取定值）？ 解：∵ 定压过程总加热量为： q =c p △T 其中用来改变热力学能的部分为：△u= c v △T 而 c p = c v +R g K J K kJ p p mR V V mR s m S g g /1426.1/101426.13ln 208.0005.0ln ln 31 212=?=??=-==?=?-

3021高一化学硅酸盐工业简介

第二节硅酸盐工业简介 1.从原料、反应条件、原理、主要设备，主要成份及其表示方法等方面比较普通玻璃和普通 2. 1.下列不属于硅酸盐工业产品的是( ) A.水泥 B.陶瓷 C.砖瓦 D. 2.下列物质不属于硅酸盐的是( ) A.粘土 B.硅藻土 C.Al2(Si2O5)(OH)4 D.Mg2SiO4 3.生产水泥的主要设备是( ) A.熔炉 B.回转窑 C.沸腾炉 D. 4.某硅酸盐样品中锌的质量分数为58.6%，其化学组成用氧化物形式可表示为n ZnO·SiO2，则n值等于( ) A.0.5 B.1 C.2 D.3 5.在天然环境中用自然界中的物质，且在常温下必须在空气中才能硬化的是( ) A.石灰抹墙后变硬不再溶于水 B. C.水玻璃抹在蛋皮上不久变硬呈玻璃状 D. 6.在水泥中加石膏的目的是( ) A.调节水泥的机械强度 B. C.降低水泥的成本 D. 7.关于水泥的下列说法，错误的是( ) A. B. C. D. 8.用1 L 1.0mol/LNaOH溶液吸收标准状态下17.92 L CO2，所得溶液中CO2-3和 HCO-3的摩尔浓度之比约是( ) A.1∶3 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2 9.下列物质中，制取时不需用石灰石作原料的是( ) A.硅酸 B.水泥 C.玻璃 D.生石灰 10.过量的泥沙、纯碱和生石灰共熔后可生成 ①水泥②玻璃③瓷器④混凝土⑤一种硅酸盐产品( ) A.①和④ B.②和⑤ C.③ D. 11. ①生成物是硅酸盐；②反应条件是高温；③含有硅的物质作原料；④反应原理是一系列复杂的物理-化学变化( ) A.①③ B.①②③ C.①②③④ D. 12.与普通玻璃主要成分一样的是( ) A.钢化玻璃 B.玻璃纸 C.有机玻璃 D. 13.欲观察氢气燃烧的焰色，燃气导管口的材料最好的是( )

硅酸盐工业热工基础作业答案2-1-32

硅酸盐工业热工基础作业答案 2-1解:胸墙属于稳定无内热源的单层无限大平壁 单值条件tw1=1300C tw2=300Cδ=450mm F=10 m 2 胸墙的平均温度Tav＝（Tw1＋TW2）/2=（1300+300）/2=800C 根据平均温度算出导热系数的平均值 λav＝0.92＋0.7x0.001 x800＝1。48w/m.c Q=λF(Tw1-Tw2)/δ=1.48X10X（1300－300）/0.48=3.29X104 W 2－2解：窑墙属于稳定无内热源的多层平行无限大平壁 由Q=t?/R或q=t?/Rt知，若要使通过胸墙的热量相同，要使单位导热面上的热阻相同才 行 单值条件δ1＝40mm δ2=250mm λ1=0.13W/m.C λ2=0.39W/m. 硅藻土与红砖共存时，单位导热面热阻(三层) Rt1=δ1/λ1+δ2/λ2+ δ3/λ3=0.04/0.13+0.25/0.39+δ3/λ3 若仅有红砖（两层）Rt2=δ/λ2+δ3/λ3=δ/0.39+δ3/λ3 Rt1=Rt2?0.04/0.13+0.25/0.39=δ/0.39 得δ＝370mm,即仅有红砖时厚度应为370mm。 2—3 解：窑顶属于稳定无内热源的单层圆筒壁 单值条件δ＝230mm R1=0.85m Tw1=700C Tw2=100C 粘土砖的平均导热系数 λav=0.835X0.58X103- X(Tw1+Tw2)/2=0.835+0.58X400X10 3- =1.067W/m.C R2=R1+δ=1.08m 当L=1时,Q=2λ∏( Tw1-Tw2)/4Ln21d d=2X3.14X1.067X1X600/4Ln1.08 0.85 =4200W/m 因为R2/R1≤2,可近似把圆筒壁当作平壁处理，厚度δ＝R2－R1，导热面积可以根据平均半径Rav＝（R1＋R2）/2求出。做法与2－1同。 2－4解：本题属于稳定无内热源的多层圆筒壁 单值条件λ1＝50W/m。C λ2＝0.1 W/m。C δ1＝5mm δ2＝95 mm Tw1=300C Tw2=50C d1=175mm d2=185mm d3=375mm 若考虑二者的热阻，每单位长度传热量 Q=( Tw1-Tw2)X2π/(1213 1122 d d Ln Ln d d λλ +)= 2502 222.27 11851375 501750.1185 X W Ln Ln π = + 若仅考虑石棉的热阻，则

最新工程热力学试题及答案

1．两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。（ × ） 2．闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少（ × ） 3．容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（ × ） 4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 1 1212-??? ? ??= （ √ ） 5．对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。 （ √ ） 6．工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，则工质熵的变化是一样的。 （ × ） 7．对于过热水蒸气，干度1>x （ × ） 8．对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多增大到临界流量。（ √ ） 9．膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量 （ × ） 10．已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。 （ × ） 二．选择题 （10分） 1．如果热机从热源吸热100kJ ，对外作功100kJ ，则（ B ）。 （A ） 违反热力学第一定律； （B ） 违反热力学第二定律； （C ） 不违反第一、第二定律；（D ） A 和B 。 2．压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中，现将喷管尾部截去一小段，其流速、流量变化为（ A ）。 （A ） 流速减小，流量不变 （B ）流速不变，流量增加 （C ） 流速不变，流量不变 （D ） 流速减小，流量增大 3．系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于（A ）。 （A ） 系统的初、终态； （B ） 系统所经历的过程； （C ） （A ）和（B ）； （ D ） 系统的熵变。 4．不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是（ A ）。 （A ）全部水变成水蒸汽 （B ）部分水变成水蒸汽 （C ）部分或全部水变成水蒸汽 （D ）不能确定 5．（ C ）过程是可逆过程。 （A ）.可以从终态回复到初态的 （B ）.没有摩擦的 （C ）.没有摩擦的准静态过程 （D ）.没有温差的 三．填空题 （10分） 1．理想气体多变过程中，工质放热压缩升温的多变指数的范围___大于0______ 2．蒸汽的干度定义为____湿蒸汽中含干蒸汽的质量/湿蒸汽的总质量_____。 3．水蒸汽的汽化潜热在低温时较______小____，在高温时较_____大_____，在临界温度为__0________。

热工基础(2.1.3)--第三章习题及答案

热工基础第三章作业题及答案 3-3 体积为0.03m 3的某刚性储气瓶内盛有700kPa 、20℃的氮气。瓶上装有一排气阀，压力达到880kPa 时阀门开启，压力降到850kPa 时关闭。若由于外界加热的原因造成阀门开启，问： (1)阀开启时瓶内气体温度为多少？ (2)因加热，阀门开闭一次期间瓶内气体失去多少？设瓶内氮气温度在排气过程中保持不变。 答案：（1）t 2=93.3℃; (2)?m =0.0097kg 3-4 氧气瓶的容积V =0.30m 3，瓶中氧气的表压力p gl =1.4MPa ，温度t 1=30℃。问瓶中盛有多少氧气？若气焊时用去一半氧气，温度降为t 2=20℃，试问此时氧气瓶的表压力为多少？(当地大气压力p b =0. 098MPa) 答案： m =5.72kg; p g2=0.625MPa. 3-6 某理想气体等熵指数κ=1.4，定压比热容c p =1.042kJ/(kg.K)，求该气体的摩尔质量M 。 答案：M =27.93 g/mol 3-8 摩尔质量为0.03kg/mol 的某理想气体，在定容下由275℃加热到845 ℃，若比热力学能变化为400kJ/kg ，问焓变化了多少？ 热求其热力学能、焓和熵的变化。 答案：??=557.9kJ/kg 3-11 在体积V =1.5m 3的刚性容器内装有氮气。初态表压力p gl =2.0MPa ，温度t =230℃，问应加入多少热量才可使氮气的温度上升到750℃？其焓值变化是多少？大气压力为0.1MPa 。 (1)按定值比热容计算； (2) 按平均比热容的直线关系式计算； (3)按平均比热容表计算； (4) 按真实比热容的多项式表达式计算。 答案：(1) Q =8137 kJ, ΔH =11410 kJ (2) Q =9005 kJ, ΔH =12260 kJ (3) Q =8962 kJ, ΔH =1200 kJ (4) Q =9025 kJ, ΔH =12280 kJ 3-15 由氧气、氮气和二氧化碳组成的混合气体，各组元的摩尔数为 2O 0.08mol n =，2N 0.65mol n =，2CO 0.3mol n = 试求混合气体的体积分数，质量分数和在p = 400kPa 、t =27℃时的比体积。 答案：x O2=0.078, x N2=0.631, x CO2=0.291 w O2=0.076, w N2=0.536, w CO2=0.388 R g,eq =0.252 kJ/(kg.K), v =0.0189 m 3/kg. 3-19 某理想气体初温T 1=470K ，质量为2.5kg ，经可逆定容过程，其热力学能变化为△U =295. 4kJ ，求过程功、过程热量以及熵的变化。设该气体R g =0.4 kJ/( k g ．K)，κ=1.35，并假定比热容为定值。 答案：W =0, Q =295.4 kJ, ΔS=0.568 kJ/K 3-22试将满足以下要求的理想气体多变过程在p -v 图和T -s 图上表示出来（先画出四个基本热力过程）： (1) 气体受压缩，升温和放热； (2) 气体的多变指数n =0.8，膨胀； (3) 气体受压缩，降温又降压；