1、22春“機(jī)電一體化技術(shù)”專業(yè)工程力學(xué)基礎(chǔ)在線作業(yè)答案參考1. 在某溫度時(shí)可逆恒溫地將作用在質(zhì)量為m的水面上的壓力由p，提高到p2，試求該過(guò)程的傳熱量、功，假定該溫度下水的在某溫度時(shí)可逆恒溫地將作用在質(zhì)量為m的水面上的壓力由p，提高到p2，試求該過(guò)程的傳熱量、功，假定該溫度下水的體積膨脹系數(shù)v和等溫壓縮系數(shù)T為常數(shù)。據(jù)定義              所以恒溫時(shí)              積分得         

2、0;    (a)    過(guò)程可逆，故Q=Tds=mTds，而    因          ，            所以                 Q=mcpdT-Tvdp=-mTvdp    (b)    將式(a)代入式(b)，積分得        

3、60;         積分后得           2. 一個(gè)平面匯交力系只能列2個(gè)獨(dú)立的平衡方程，解出( )。A.1個(gè)未知力。B.2個(gè)未知力。C.3個(gè)未知力。D.6個(gè)未知力。參考答案：B3. 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連桿大頭螺釘承受最大拉力Pmax=58.3kN，最小拉力Pmin=55.8kN。螺紋處內(nèi)徑d=11.5mm。試求平均應(yīng)力m、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連桿大頭螺釘承受最大拉力Pmax=58.3kN，最小拉力Pmin=55.8kN。螺紋處內(nèi)徑d=11.5mm。試求平均應(yīng)力m、應(yīng)力幅a、循環(huán)特征R，并作-t曲線。m=549

4、MPa，a=12MPa，R=0.964. 某兩級(jí)氣體壓縮機(jī)進(jìn)氣參數(shù)為100kPa、300K，每級(jí)壓力比為5，絕熱效率為0.82，從中間冷卻冷卻器排出的氣體溫度是3某兩級(jí)氣體壓縮機(jī)進(jìn)氣參數(shù)為100kPa、300K，每級(jí)壓力比為5，絕熱效率為0.82，從中間冷卻冷卻器排出的氣體溫度是330K。若空氣的比熱容可取定值，計(jì)算每級(jí)壓氣機(jī)的排氣溫度和生產(chǎn)1kg壓縮空氣壓氣機(jī)消耗的功。空氣比熱容取定值，Rg=287J/(kg·K)，cp=1004J/(kg·K)。由題意，如圖所示，狀態(tài)1:p1=100kPa、T1=300K    狀態(tài)2：p2=p1=5×10

5、0kPa=500kPa            狀態(tài)3：p2=p2=500kPa、T3=330K    狀態(tài)4：P4=p3=5×500kPa=2500kPa    =        生產(chǎn)1kg壓縮空氣壓氣機(jī)耗功    Wc=(h2-h1)+(h4-h3)=cp(T2-T1)+(T4-T3)    =1.005kJ/(kg·K)×(513.57K-300K)+(564.94K-330K) &

6、#160;  =450.7kJ/kg本題雖然各級(jí)壓力比相同，但進(jìn)入高壓級(jí)氣缸的氣體溫度比進(jìn)入低壓級(jí)氣缸溫度高，所以各級(jí)消耗的功不相等。 5. 有一橫截面面積為A的圓截面桿件受軸向拉力作用，若將其改為截面積仍為A的空心圓截面桿件，其他條件不變，試判斷以下結(jié)論的正確性：( )A.軸力增大，正應(yīng)力增大，軸向變形增大B.軸力減小，正應(yīng)力減小，軸向變形減小C.軸力增大，正應(yīng)力增大，軸向變形減小D.軸力、正應(yīng)力、軸向變形均不發(fā)生變化參考答案：D6. 一個(gè)電荷發(fā)出輻射的條件是( ) A不論以什么方式運(yùn)動(dòng) B被加速 C被束縛在原子之中 D只有在勻加速的情一個(gè)電荷發(fā)出輻射的條件是( 

7、0;)  A不論以什么方式運(yùn)動(dòng)  B被加速  C被束縛在原子之中  D只有在勻加速的情況下B7. 計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)，在什么情況下只需給出EI、EA的相對(duì)值?在什么情況下需給出EI或EA的絕對(duì)值?計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)，在什么情況下只需給出EI、EA的相對(duì)值?在什么情況下需給出EI或EA的絕對(duì)值?計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，在荷載作用下，只需給出EI、EA的相對(duì)值；在溫度改變、支座移動(dòng)、材料收縮、制造誤差等因素作用下，需給出EI、EA的絕對(duì)值。8. 如何利用狀態(tài)方程和熱力學(xué)一般關(guān)系求取實(shí)際氣體的uh、s?如何利用狀態(tài)方程和熱力學(xué)一般

8、關(guān)系求取實(shí)際氣體的uh、s?提示：除對(duì)狀態(tài)方程求導(dǎo)，代入熱力學(xué)一般關(guān)系式，還應(yīng)利用狀態(tài)參數(shù)特性選擇適當(dāng)?shù)姆e分途徑。9. 氧氣進(jìn)行一可逆過(guò)程1-2，T-s圖上為水平線，過(guò)程3-1焓的變化h與過(guò)程3-2的熱力學(xué)變化u的關(guān)系是_。氧氣進(jìn)行一可逆過(guò)程1-2，T-s圖上為水平線，過(guò)程3-1焓的變化h與過(guò)程3-2的熱力學(xué)變化u的關(guān)系是_。h31=u3210. 在結(jié)構(gòu)半面圖中，構(gòu)件代號(hào)YTL表示( )。A制梁B檐口梁C雨篷梁D陽(yáng)臺(tái)梁在結(jié)構(gòu)半面圖中，構(gòu)件代號(hào)YTL表示( )。A制梁B檐口梁C雨篷梁D陽(yáng)臺(tái)梁正確答案: D11. 在兩向應(yīng)力狀態(tài)下，已知其最大剪應(yīng)變max=500×10-6，兩個(gè)相互垂直方

9、向上的正應(yīng)力之和為27.5MPa，材料的彈性常在兩向應(yīng)力狀態(tài)下，已知其最大剪應(yīng)變max=500×10-6，兩個(gè)相互垂直方向上的正應(yīng)力之和為27.5MPa，材料的彈性常數(shù)E=200GPa，v=0.25，試確定主應(yīng)力的大小。極大=53.8MPa，極小=-26.3MPa12. 點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，如果知道法向加速度越變?cè)酱螅c(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度( )。A.越變?cè)叫.越變?cè)酱筮€是越變?cè)叫〔荒艽_定C.越變?cè)酱髤⒖即鸢福篊13. 機(jī)翼弦長(zhǎng)為1m，在空氣中以41.0m/s的速度飛行，模型翼弦長(zhǎng)83mm，放在速度為48.2m/s的風(fēng)洞中作試驗(yàn)，二者的空氣溫機(jī)翼弦長(zhǎng)為1m，在空氣中以41.0m/s的速度飛行，模型

10、翼弦長(zhǎng)83mm，放在速度為48.2m/s的風(fēng)洞中作試驗(yàn)，二者的空氣溫度相同。為保證動(dòng)力相似，風(fēng)洞中的壓強(qiáng)應(yīng)為多大?如測(cè)得模型機(jī)翼的繞流阻力為10N，則原型中的阻力將為多大?10.2at；102N。采用雷諾模型律。本題長(zhǎng)度比尺L和速度比尺v易得，關(guān)鍵是求運(yùn)動(dòng)黏度=/的比尺。由于溫度相同，需要根據(jù)狀態(tài)方程p/=RT，通過(guò)調(diào)節(jié)壓強(qiáng)去調(diào)節(jié)密度，以尋求合理的比尺。模型設(shè)備實(shí)際上是可變密度風(fēng)洞。14. 求上題的鑄鐵梁在許可彎矩M作用下橫截面上拉應(yīng)力的合力Nt，壓應(yīng)力合力Nc應(yīng)為多少? 關(guān)鍵提示：1)純彎梁橫截求上題的鑄鐵梁在許可彎矩M作用下橫截面上拉應(yīng)力的合力Nt，壓應(yīng)力合力Nc應(yīng)為多少? &#

11、160;關(guān)鍵提示：1)純彎梁橫截面上總軸力N=0；2)可根據(jù)已知彎曲正應(yīng)力用分塊法或分段積分法求Nt。Nt=142.4kN15. 基于磁介質(zhì)觀點(diǎn)，用熱力學(xué)解釋超導(dǎo)體臨界磁場(chǎng)的存在基于磁介質(zhì)觀點(diǎn)，用熱力學(xué)解釋超導(dǎo)體臨界磁場(chǎng)的存在考慮處于均勻外磁場(chǎng)H中的無(wú)窮長(zhǎng)超導(dǎo)體圓柱，H的方向與柱軸平行，按磁介質(zhì)觀點(diǎn)，柱體內(nèi)的磁場(chǎng)也是均勻場(chǎng)，以E表示圓柱單位體積的內(nèi)能，M為磁化強(qiáng)度，由熱力學(xué)第一定律和第二定律：    dE=dQ+0HdM， TdSdQ   (1)    得    dE-TdS-0HdM0    (2) &

12、#160;  若系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生自發(fā)變化，而且在這過(guò)程中保持溫度T和磁場(chǎng)H不變，則(2)式可寫(xiě)為    dG0    (3)    其中，G為圓柱單位體積的吉布斯函數(shù)：    G=E-TS-0HM    (4)    (3)式表示，系統(tǒng)的自發(fā)過(guò)程朝著吉布斯函數(shù)G減小的方向進(jìn)行現(xiàn)在設(shè)溫度T和磁場(chǎng)H有一微小改變，導(dǎo)致系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生一個(gè)十分微小的變化，于是由(4)式和(2)式，有    dG=-SdT-0MdH    (5)  

13、  (5)式表示在微小變化過(guò)程中，系統(tǒng)的熵S和磁化強(qiáng)度M可視為不變，即G是溫度T與磁場(chǎng)H的函數(shù)按磁介質(zhì)觀點(diǎn)，樣品處在正常態(tài)時(shí)M=0，由(5)式，此時(shí)有    dGn=-Sn(T)dT    (6)    Gn和Sn分別是正常態(tài)下的吉布斯函數(shù)和熵而在理想邁納斯態(tài)下M=-H，(5)式成為dG=-S(T，H)dT+0HdH由可積條件，G的二階混合導(dǎo)數(shù)與求導(dǎo)次序無(wú)關(guān)，故S(T，H)=S(T)于是有    dG=-S(T)dT+0HdH    (7)    記H0時(shí)超導(dǎo)態(tài)的吉

14、布斯函數(shù)為GS(T，H)，H=0時(shí)GS(T，0)=GS(T)對(duì)(7)式積分得    ，  (TTc)    (8)    上式右方第二項(xiàng)是超導(dǎo)體內(nèi)的磁能密度，故H=0時(shí)，GS(T，0)較小設(shè)TTc時(shí)，GS(T)Gn(T)，由(8)式便可解釋臨界磁場(chǎng)現(xiàn)象當(dāng)磁場(chǎng)H進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi)且逐漸增大時(shí)，GS(T，H)也逐漸增大，H達(dá)到臨界值Hc(T)時(shí)，有        (9)    當(dāng)HHc，超導(dǎo)態(tài)便轉(zhuǎn)化為正常態(tài)，被稱為超導(dǎo)態(tài)的凝聚能對(duì)式(9)微分，并由Sn(T)=-dGn(T)/

15、dT，SS(T)=-GS(T，H)/TH=-dGn(T)/dT，可得    ，(TTc)  (10)    由臨界磁場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)公式        (11)    可知dHc(T)/dT0，故(10)式給出    SS(T)Sn(T)    (12)    即超導(dǎo)態(tài)下系統(tǒng)的熵較低，故處于超導(dǎo)態(tài)的電子比正常態(tài)的電子更為有序 16. 對(duì)伯努利方程：，進(jìn)行無(wú)量綱化，無(wú)量綱形式的方程中應(yīng)出觀哪些特征數(shù)? ARe；BFr；CEu；DSr。對(duì)

16、伯努利方程：，進(jìn)行無(wú)量綱化，無(wú)量綱形式的方程中應(yīng)出觀哪些特征數(shù)?  ARe；BFr；CEu；DSr。C17. 蒸汽動(dòng)力裝置中，直接向環(huán)境散失熱量最多的設(shè)備是_，可用能損失最多的設(shè)備是_。蒸汽動(dòng)力裝置中，直接向環(huán)境散失熱量最多的設(shè)備是_，可用能損失最多的設(shè)備是_。冷凝器$鍋爐18. t1=10，1=80%，qV1=150m3/min的濕空氣流1進(jìn)入絕熱混合室與另一股t2=30，2=60%，qV2=100m3/min的濕空氣流2混t1=10，1=80%，qV1=150m3/min的濕空氣流1進(jìn)入絕熱混合室與另一股t2=30，2=60%，qV2=100m3/min的濕空氣流2混合

17、，總壓力為0.1MPa。確定出口氣流的溫度t3、含濕量d3和相對(duì)濕度3。d3=0.009994kg/kg(干空氣)，t3=17.68，3=77.39%19. 礦井升降機(jī)的罐籠質(zhì)量6000kg，以速度v=12ms下降。若吊起罐籠的鋼繩突然斷裂。試問(wèn)欲使罐籠在s=10m礦井升降機(jī)的罐籠質(zhì)量6000kg，以速度v=12ms下降。若吊起罐籠的鋼繩突然斷裂。試問(wèn)欲使罐籠在s=10m的路程內(nèi)停止，安全裝置應(yīng)在礦井壁與罐籠間產(chǎn)生多大的摩擦力?(摩擦力可視為常量)正確答案：鋼繩突然斷裂罐籠開(kāi)始?jí)嬄鋾r(shí)的初動(dòng)能EKJ=v2罐籠停止下落時(shí)末動(dòng)能Ek2=0墜落過(guò)程中重力作正功mgs摩擦力F作負(fù)功W12=mgsFs代入動(dòng)能定理Ek2一Ek1=W12得0一mv2=mgs一Fs罐籠與礦井壁間的摩擦力鋼繩突然斷裂,罐籠開(kāi)始?jí)嬄鋾r(shí)的初動(dòng)能EKJ=v2,罐籠停止下落時(shí),末動(dòng)能Ek2=0,墜落過(guò)程中,重力作正功mgs,摩擦力F作負(fù)功W12=mgsFs,代入動(dòng)能定理Ek2一Ek1=W12得0一mv2=mgs一Fs罐籠與礦井壁間的摩擦力20. 試證明：在無(wú)電荷空間中任一點(diǎn)的靜電勢(shì)