西南大学22春《工程力学》基础在线作业1答案参考83

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1、西南大学22春工程力学基础在线作业1答案参考1. 若封闭气缸内的湿空气定压开温，问湿空气的、d、h如何变化?若封闭气缸内的湿空气定压开温，问湿空气的、d、h如何变化?封闭气缸内的湿空气定压开温，水蒸气的温度当然随之升高，其对应的饱和压力也升高，但湿空气中干空气和水蒸气的质量和分压力均不改变，因此，湿空气的焓升高，含湿量保持不变，相对湿度下降。2. 什么是工业管道的当量粗糙高度?什么是工业管道的当量粗糙高度?所谓当量粗糙高度是指和工业管道粗糙区值相等的同尼古拉兹粗糙直径的管晌粗糙高度。3. 框架结构的特点包括( )A、强度高B、自重轻C、整体性好D、抗震性好正确答案：ABCD4. 由自于工程实际

2、情况不同，有时需要对湿空气喷入一定的水分，即所谓加湿过程，这种加湿过程可采用如下一些方法：由自于工程实际情况不同，有时需要对湿空气喷入一定的水分，即所谓加湿过程，这种加湿过程可采用如下一些方法：(1)干球温度不变的定干球温度加湿方法；(2)相对湿度不变的定相对湿度加湿方法；(3)绝热条件下的绝热加湿方法。分别按各种调湿过程将湿空气调节为要求的湿空气。已知：t1=12，p1=100kPa，1=25%，d2=510-3kg/kg(干空气)，湿空气进入房间的体积流量qV=60m3/min，加湿水温为12。试确定：按定干球温度加湿过程 参见图7-11，由已知的t1=12%，1=25%在图上可以定出调湿

3、前湿空气的状态点1。由t2=t1和d2=510-3kg/kg(干空气)可确定调湿后的湿空气状态点2，则1-2为定干球温度的调湿过程。查得2=55%。 当水喷入湿空气后，湿空气的含湿量增加，干球温度要下降，为保持干球温度不变，则必须同时加入热量。 据稳定流动能量方程 其中，qm,a由下式求得 则 由h-d图上读得 v1=0.821m3/kg(干空气)，d1=0.0023kg/kg(干空气) h1=17.7kJ/kg(干空气)，h2=25.0kJ/kg(干空气) 另外按12查饱和水蒸气表，饱和水的焓h=50.37kJ/kg 于是 根据质量守恒，加湿后加入的水 qm,w=qm,a(d2-d1) =7

4、2.91kg/min(510-3-0.0023)kg/kg(干空气) =0.1969kg/min 故 =72.91kg/min(25.0-17.7)kJ/kg(干空气)-0.1969kg/min50.37kJ/kg =522.3kJ/min 即所要求的3个量分别为2=55%，t2=12，=522.3kJ/min$按定相对湿度加湿过程 由2=1和d2确定调湿后的湿空气状态2，定相对湿度的调湿过程用7-11图中的1-2表示。 从h-d图上读得 t2=25.0，h2=38.0kJ/kg(干空气) 此时，qm,a，qm,w和h与定干球温度加湿过程相同，即 qm,a=72.91kg/min，qm,w=0

5、.1969kg/min h=50.37kJ/min 则热流量 Q=qm，a(h2-h1)-qm,wh =72.91kJ/min(38.0-17.7)kJ/kg(干空气)-0.1969kg/min50.37kJ/min =1470.2kJ/min 即所要求的3个量分别为 2=24%，t2=25.0， =1470.2kJ/min$按绝热加湿过程 因绝热加湿过程基本上是一定焓过程，所以由h2=h1和d2确定调湿后的湿空气状态2，则绝热调湿过程线用7-11图中的1-2表示。 从h-d图上读得 t2=4.5， 2=95% 又因是绝热过程，则=0。 5. 向容积为V=10m3的刚性绝热真空贮罐充入=0.7

6、，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=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/(kgK)，Cv=0.718kJ/(kgK)；水蒸气Rg=0.4615kJ/(kgK)，Cv=1.402kJ/(kgK)。由t1=30查饱和水和饱和水蒸气表或饱和空气表，得pa1=4241Pa。 Pv1=1Ps1=0.74241Pa=2968.7Pa Pa1=pb-pv1=0.1106Pa-2968.7Pa=97031.3

7、Pa 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/(kgK)+0.287kJ/(kgK)=1.005kJ/(kgK) cp，v=cV，v+Rg，v=1.402kJ/(kgK)+0.462kJ/(kgK)=1.864kJ/(kgK) cp=wacp，a+wvcp，v =0.98141.005kJ/(kgK)+0.01861.864kJ/(kgK) =1.021J/(kgK) Cv=wacv，a+wvCVv =0.98140.718kJ/(kgK)+0.01861.402kJ/(kgK) =0.731J/(kgK)

8、 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。 6. 点作曲线运动时，出现速度和加速度同时等于零的瞬时( )。A.有可能B.没有可能参考答案：A7. 三个质量相同的质点，从距地面相同

9、的高度上，以相同的初速度，一个向上抛出，一个水平抛出，一个向下抛出，则三质三个质量相同的质点，从距地面相同的高度上，以相同的初速度，一个向上抛出，一个水平抛出，一个向下抛出，则三质点落地时的速度相等()。对8. 内力为零的杆件成为虚杆，试判断下图所示桁架中零杆的个数，下列答案中哪个正确?( )A.一个B.两个C.三个D.四个参考答案：A9. 角频率为的光子(能量h，动量hk)撞在静止的电子上，试证明角频率为的光子(能量h，动量hk)撞在静止的电子上，试证明在初态电子静止的参考系观察，该系统的能量和动量为 W1=m0c2+h， p1=hk=h(/c)k0 m0为电子的静止质量，k0是入射光子运动

10、方向的单位矢量若电子吸收了这光子，它将获得动量p2，为使动量守恒满足，应有p2=p1，于是末态电子的能量为 显然W2W1，因此电子不可能吸收这光子$仍在初态电子静止的参考系观察，散射前系统的能量和动量仍为 W1=m0c2+h， p1=hk=h(/c)k0 如图，设散射后光子的频率为，能量为h，动量为p1=hk=h(/c)k。 k0是散射光子运动方向的单位矢量，k0与k0的夹角是光子的散射角散射过程电子受到冲击，其动量p20，能量为散射前后系统的能量和动量守恒 p1=p2+p1， 即p2=p1-p1 由此可解出散射后光子的角频率为 这结果称为康普顿散射可见散射后光子的频率，只有能量(电子静止能量

11、)的光子，被散射后才有第四章讨论电磁波在介质表面的反射与折射现象时，把反射波和折射波的频率看成与入射波的频率相同，这仅对频率较低的电磁波才近似成立 10. 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? ARe；BFr；CEu；DSr。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?ARe；BFr；CEu；DSr。C11. 发电机的输出电压主要由自身决定，而输出功率的大小则取决于负载，只要不超出其额定功率即可。(发电机的输出电压主要由自身决定，而输出功率的大小则取决于负载，只要不超出其额定功率即可。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：12. 自重900

12、N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:FNB150-P75+F150=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

13、“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=450N204N 这说明，在“单点”接触前，吊门已开始滑动。 13. 气体燃料甲烷分别在定温定压与定温定容条件下燃烧，问哪种条件下放出的热量较多?若甲烷气体是分别在定压加热气体燃料甲烷分别在定温定压与定温定容条件下燃烧，问哪种条件下放出的热量较多?若甲烷气体是分别在定压加热与定容加热过程中达到相同的升温效果，问此时又是哪种过程中吸收的热量较多?14. 地下开挖体得变形和破坏，除于岩体内得初始应力状态和洞形有关外，主要取决( )。A、围岩的岩性B、围地下开挖体得变形和破坏，除于岩体内得初始应力状态和洞

14、形有关外，主要取决( )。A、围岩的岩性B、围岩的结构C、围岩的岩性及结构D、围岩的大小正确答案：C15. 求上题的铸铁梁在许可弯矩M作用下横截面上拉应力的合力Nt，压应力合力Nc应为多少? 关键提示：1)纯弯梁横截求上题的铸铁梁在许可弯矩M作用下横截面上拉应力的合力Nt，压应力合力Nc应为多少?关键提示：1)纯弯梁横截面上总轴力N=0；2)可根据已知弯曲正应力用分块法或分段积分法求Nt。Nt=142.4kN16. 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、数量参考答案：A17. 轴向拉伸和压缩的变形l与( )有关A.轴力FN、横截面面积AB.外力F、横截面面积A、长

15、度l和弹性模量EC.外力F、横截面面积A、长度lD.轴力FN、横截面面积A、长度l和弹性模量E参考答案：D18. 进入汽轮机的蒸汽参数为3MPa、400，体积流量5m3/s，蒸汽在压力600kPa，温度在200时抽出总质量的15%，余下的蒸进入汽轮机的蒸汽参数为3MPa、400，体积流量5m3/s，蒸汽在压力600kPa，温度在200时抽出总质量的15%，余下的蒸汽膨胀到20kPa，干度为0.9时排出汽轮机，速度为120m/s。试确定抽汽的体积流量和排汽管的直径。注意气体(包括水蒸气)体积随压力和温度改变。抽汽体积流量qv=2.656 m3/s，排汽管的直径D=1.77m。19. 在上题中，当

16、外电路短路时，电路中的电流和端电压分别是( )。A20A，2VB20A，0C0，2VD0，0在上题中，当外电路短路时，电路中的电流和端电压分别是( )。A20A，2VB20A，0C0，2VD0，0正确答案：B20. 试证：当0时，平面图形上两点的速度在此两点连线上的投影相等。试证：当0时，平面图形上两点的速度在此两点连线上的投影相等。令两点为A、B，如图9-6所示，由加速度的合成公式 aBaAaBAtaBAn 当0时 aBAnAB20 则 aBaAaBAt 又 aBAtAB 所以当0时，平面图形上两点的加速度在此两点的连线上投影相等。 21. 恒定流是 A流动随时间按一定规律变化；B流场中任意

17、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。B22. 已知边长为a/的正方形截面对轴的惯性矩为，对形心轴的惯性矩为，则轴与轴的距离d/为( )。A.AB.BC.CD.D参考答案：B23. 明渠中发生M2型、H2型、A2型水面曲线时，其佛汝德数Fr_。 ( )A小于1B等于1C大于1D无法明渠中发生M2型、H2型、A2型水面曲线时，其佛汝德数Fr_。 ( )A小于1B等于1C大于1D无法确定正确答案：A24. 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05

18、T，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05T，则按强度条件可算得相应的直径为05d。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：25. 下列哪一种敏感元件不属于弹性式压力敏感元件( )。A.波登管B.膜片C.波纹管D.电阻应变片正确答案：D26. 将单元刚度矩阵集合成整体刚度矩阵时，应引入结构的连续条件和四个选项中哪一个?( ) A物理关系； B平衡将单元刚度矩阵集合成整体刚度矩阵时，应引入结构的连续条件和四个选项中哪一个?()A物理关系；B平衡条件；C几何关系；D单元刚度性质B27. 已知：无环量平面势流圆柱(半径为a)绕流的流函数为 求：验

19、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。 28. 试举例说明相变过程及相平衡的基本特征。试举例说明相变过程及相平衡的基本特征。纯物质在不同的相之间的相互转化过程称为相变。相变过程中，一个相的物质逐渐减少，另一个相的物质逐渐增多。当达到动态平衡(相平衡)时，各相中的质量不再发生变化，而且各相具有相同的压力及温度。相平衡时，各相所处的平衡状态统称为饱和状态；相应的压力及温度称为饱和压力及饱和温度。饱和压力与饱和温度是一一对应的。处于

20、饱和状态下的汽态、液态及固态纯物质，分别称为饱和蒸汽、饱和液体及饱和固体。值得指出，处于相同饱和状态下的各个相，它们的状态并不相同，仅是温度及压力相等而已。而且，可以在保持饱和状态不变的条件下连续地发生相变。例如，常见的等压(等温)汽化过程，加入的热量使液相不断地向汽相转化，汽、液两相的质量都在发生变化，但在相变过程中，汽、液两相的饱和状态并没有改变。显然，这种相变过程是内部可逆的过程，每个中间状态都满足相平衡的条件。29. 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：B30. 二力平衡公理中的两个力、作用与反

21、作用定律中的两个力，它们相同。( )A.对B.错参考答案：B31. 用矩阵位移法求解各类杆件结构时，它们的计算步骤是否相同?形成整体刚度矩阵的方法是否相同?( ) A相同；不用矩阵位移法求解各类杆件结构时，它们的计算步骤是否相同?形成整体刚度矩阵的方法是否相同?()A相同；不同B相同；相同C不同；不同D不好确定B32. 计算拱的位移时，在什么情况下可以忽略剪切变形和轴向变形的影响?计算拱的位移时，在什么情况下可以忽略剪切变形和轴向变形的影响?计算拱的位移时，一般都忽略剪切变形的影响；只有在扁平拱，计算两铰拱的系数11和无铰拱的系数22时，才考虑轴向变形影响，一般只考虑弯曲变形影响；计算拱的自由

22、项1P时，只考虑弯曲变形影响。33. 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

23、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

24、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。 34. 钢屋架受与屋架平行的风荷载和屋面荷载作用，其力系为( )。A.空间力系B.平面平行力系C.平面一般力系D.平面汇交力系参考答案：C35. 生产液氧时，要将气体压缩到100atm、-90，若氧是从初态0.1MPa、22，被压缩并冷却到上述条件。气体初始体积是2.8生产液氧时，要将气体

25、压缩到100atm、-90，若氧是从初态0.1MPa、22，被压缩并冷却到上述条件。气体初始体积是2.83m3，压缩后的体积应是多少?氧气Tcr=154.3K、Pcr=49.8atm=5.05MPa、Rg=260J/(kgK)。初态时压力较低，可作理想气体处理 终态时压力较高，采用通用压缩因子图(如图)计算 ， 查图得x=0.56 36. 点作匀速圆周运动时，其在某一瞬时的切向加速度不一定等于0，而其法向加速度一定等于。( )点作匀速圆周运动时，其在某一瞬时的切向加速度不一定等于0，而其法向加速度一定等于。( )参考答案：37. 两个主应力不为零是( )应力状态，三个主应力不为零是( )应力状

26、态。A.平面、空间B.平面、平面C.空间、平面D.空间、空间参考答案：A38. 已知力F在z轴上的投影是z=0，对z轴的力矩MZ0，F的作用线与z轴( )。A.垂直相交B.不垂直相交C.垂直不相交D.不垂直也不相交参考答案：C39. 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：D40. 长管并联管道各并联管段的( )。A.水头损失相等B.水力坡度相等C.总能量损失相等D.通过的水量相等长管并联

27、管道各并联管段的( )。A.水头损失相等B.水力坡度相等C.总能量损失相等D.通过的水量相等正确答案：A41. 单元杆端力向量按轴力、剪力、弯矩顺序排列，杆端位移向量按轴向线位移、垂直轴线的线位移、角位移的顺序排列，则单元杆端力向量按轴力、剪力、弯矩顺序排列，杆端位移向量按轴向线位移、垂直轴线的线位移、角位移的顺序排列，则局部坐标系的单元刚度矩阵中的元素k22等于：()AB4iCDC42. 在矩阵位移法中，如何处理有已知支座移动的情况?如何处理具有弹性支座的情况?在矩阵位移法中，如何处理有已知支座移动的情况?如何处理具有弹性支座的情况?与在位移法中一样，当有已知支座移动时，求出与此支座移动相当

28、的等效结点荷载，其它计算步骤与荷载作用时相同。 与在位移法中一样，当有弹簧支座时，弹性支座处仍有一个位移基本未知量，但相应的也有一个平衡方程，此方程中含有与弹性支座的刚度有关的项，其它计算步骤与荷载作用时相同。 原理如此，结构整体刚度矩阵要作相应修改、处理。 43. 圆管湍流过渡区的沿程摩阻系数 A与雷诺数Re有关；B与管壁相对粗糙度/d有关； C与Re和/d有关；D与Re和管长圆管湍流过渡区的沿程摩阻系数A与雷诺数Re有关；B与管壁相对粗糙度/d有关；C与Re和/d有关；D与Re和管长l有关。C44. 出现质量问题不可怕，可怕的是没有分析，没有预防和整改措施。( )出现质量问题不可怕，可怕的

29、是没有分析，没有预防和整改措施。( )答案：对45. 设A和是满足洛伦兹规范的矢势和标势。 (1) 引入一矢量函数z(x，t)(赫兹矢量)，若令=Z，证明。 (2) 若令=-设A和是满足洛伦兹规范的矢势和标势。(1) 引入一矢量函数z(x，t)(赫兹矢量)，若令=Z，证明。(2) 若令=-P证明Z满足方程，写出在真空中的推迟解。(3) 证明E和B可通过Z用下列公式表出：A和满足洛仑兹规范 有 引入赫兹矢量Z(x，t)，令=-Z，代入上式中 有 (f)=0，即一个矢量场旋度的散度为零。 对应上式可知，由式确定的矢量场不唯一，可以相差一个f，令f为零，可以得到 (2) 在洛仑兹规范下，标势的方程可

30、写为 将=-Z，=-P代入上式，有 即 与的形式相比较， (3) 将=-Z，代入，有 由有 代入上式，有 46. 凡是与水接触的 称为受压面。 A平面；B曲面；C壁面；D底面。凡是与水接触的称为受压面。A平面；B曲面；C壁面；D底面。C47. 表征材料抵抗冲击性能的指标是_，其单位是_。表征材料抵抗冲击性能的指标是_，其单位是_。正确答案：冲击韧性MJm2;冲击韧性,MJm2;48. 测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为( )。A.精度B.灵敏度C.精密度D.分辨率正确答案：D49. 有限物体的形心与重心相重合的条件是_。有限物体的形心与重心相重合的条件是_。均质材料50. 将p1=0.1MPa、t1=250的空气冷却到t2=80。求单位质量空气放出热量中的有效能为多少?(设环境温度为27)将p1=0.1MPa、t1=250的空气冷却到t2=80。求单位质量空气放出热量中的有效能为多少?(设环境温度为27) 单位质量空气释放的热量中的有效能为52.26kJ/kg