1、22春“機電一體化技術”專業工程力學基礎在線作業答案參考1. 在某溫度時可逆恒溫地將作用在質量為m的水面上的壓力由p，提高到p2，試求該過程的傳熱量、功，假定該溫度下水的在某溫度時可逆恒溫地將作用在質量為m的水面上的壓力由p，提高到p2，試求該過程的傳熱量、功，假定該溫度下水的體積膨脹系數v和等溫壓縮系數T為常數。據定義              所以恒溫時              積分得         

2、0;    (a)    過程可逆，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. 一個平面匯交力系只能列2個獨立的平衡方程，解出( )。A.1個未知力。B.2個未知力。C.3個未知力。D.6個未知力。參考答案：B3. 柴油發動機連桿大頭螺釘承受最大拉力Pmax=58.3kN，最小拉力Pmin=55.8kN。螺紋處內徑d=11.5mm。試求平均應力m、柴油發動機連桿大頭螺釘承受最大拉力Pmax=58.3kN，最小拉力Pmin=55.8kN。螺紋處內徑d=11.5mm。試求平均應力m、應力幅a、循環特征R，并作-t曲線。m=549

4、MPa，a=12MPa，R=0.964. 某兩級氣體壓縮機進氣參數為100kPa、300K，每級壓力比為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某兩級氣體壓縮機進氣參數為100kPa、300K，每級壓力比為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，計算每級壓氣機的排氣溫度和生產1kg壓縮空氣壓氣機消耗的功。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1:p1=100kPa、T1=300K    狀態2：p2=p1=5×10

5、0kPa=500kPa            狀態3：p2=p2=500kPa、T3=330K    狀態4：P4=p3=5×500kPa=2500kPa    =        生產1kg壓縮空氣壓氣機耗功    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本題雖然各級壓力比相同，但進入高壓級氣缸的氣體溫度比進入低壓級氣缸溫度高，所以各級消耗的功不相等。 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，試判斷以下結論的正確性：( )A.軸力增大，正應力增大，軸向變形增大B.軸力減小，正應力減小，軸向變形減小C.軸力增大，正應力增大，軸向變形減小D.軸力、正應力、軸向變形均不發生變化參考答案：D6. 一個電荷發出輻射的條件是( ) A不論以什么方式運動 B被加速 C被束縛在原子之中 D只有在勻加速的情一個電荷發出輻射的條件是( 

7、0;)  A不論以什么方式運動  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. 計算超靜定結構，在什么情況下只需給出EI、EA的相對值?在什么情況下需給出EI或EA的絕對值?計算超靜定結構，在什么情況下只需給出EI、EA的相對值?在什么情況下需給出EI或EA的絕對值?計算超靜定結構的內力，在荷載作用下，只需給出EI、EA的相對值；在溫度改變、支座移動、材料收縮、制造誤差等因素作用下，需給出EI、EA的絕對值。8. 如何利用狀態方程和熱力學一般關系求取實際氣體的uh、s?如何利用狀態方程和熱力學一般

8、關系求取實際氣體的uh、s?提示：除對狀態方程求導，代入熱力學一般關系式，還應利用狀態參數特性選擇適當的積分途徑。9. 氧氣進行一可逆過程1-2，T-s圖上為水平線，過程3-1焓的變化h與過程3-2的熱力學變化u的關系是_。氧氣進行一可逆過程1-2，T-s圖上為水平線，過程3-1焓的變化h與過程3-2的熱力學變化u的關系是_。h31=u3210. 在結構半面圖中，構件代號YTL表示( )。A制梁B檐口梁C雨篷梁D陽臺梁在結構半面圖中，構件代號YTL表示( )。A制梁B檐口梁C雨篷梁D陽臺梁正確答案: D11. 在兩向應力狀態下，已知其最大剪應變max=500×10-6，兩個相互垂直方

9、向上的正應力之和為27.5MPa，材料的彈性常在兩向應力狀態下，已知其最大剪應變max=500×10-6，兩個相互垂直方向上的正應力之和為27.5MPa，材料的彈性常數E=200GPa，v=0.25，試確定主應力的大小。極大=53.8MPa，極小=-26.3MPa12. 點作圓周運動，如果知道法向加速度越變越大，點運動的速度( )。A.越變越小B.越變越大還是越變越小不能確定C.越變越大參考答案：C13. 機翼弦長為1m，在空氣中以41.0m/s的速度飛行，模型翼弦長83mm，放在速度為48.2m/s的風洞中作試驗，二者的空氣溫機翼弦長為1m，在空氣中以41.0m/s的速度飛行，模型

10、翼弦長83mm，放在速度為48.2m/s的風洞中作試驗，二者的空氣溫度相同。為保證動力相似，風洞中的壓強應為多大?如測得模型機翼的繞流阻力為10N，則原型中的阻力將為多大?10.2at；102N。采用雷諾模型律。本題長度比尺L和速度比尺v易得，關鍵是求運動黏度=/的比尺。由于溫度相同，需要根據狀態方程p/=RT，通過調節壓強去調節密度，以尋求合理的比尺。模型設備實際上是可變密度風洞。14. 求上題的鑄鐵梁在許可彎矩M作用下橫截面上拉應力的合力Nt，壓應力合力Nc應為多少? 關鍵提示：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力的合力Nt，壓應力合力Nc應為多少? &#

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

12、#160;  若系統狀態發生自發變化，而且在這過程中保持溫度T和磁場H不變，則(2)式可寫為    dG0    (3)    其中，G為圓柱單位體積的吉布斯函數：    G=E-TS-0HM    (4)    (3)式表示，系統的自發過程朝著吉布斯函數G減小的方向進行現在設溫度T和磁場H有一微小改變，導致系統狀態發生一個十分微小的變化，于是由(4)式和(2)式，有    dG=-SdT-0MdH    (5)  

13、  (5)式表示在微小變化過程中，系統的熵S和磁化強度M可視為不變，即G是溫度T與磁場H的函數按磁介質觀點，樣品處在正常態時M=0，由(5)式，此時有    dGn=-Sn(T)dT    (6)    Gn和Sn分別是正常態下的吉布斯函數和熵而在理想邁納斯態下M=-H，(5)式成為dG=-S(T，H)dT+0HdH由可積條件，G的二階混合導數與求導次序無關，故S(T，H)=S(T)于是有    dG=-S(T)dT+0HdH    (7)    記H0時超導態的吉

14、布斯函數為GS(T，H)，H=0時GS(T，0)=GS(T)對(7)式積分得    ，  (TTc)    (8)    上式右方第二項是超導體內的磁能密度，故H=0時，GS(T，0)較小設TTc時，GS(T)Gn(T)，由(8)式便可解釋臨界磁場現象當磁場H進入超導體內且逐漸增大時，GS(T，H)也逐漸增大，H達到臨界值Hc(T)時，有        (9)    當HHc，超導態便轉化為正常態，被稱為超導態的凝聚能對式(9)微分，并由Sn(T)=-dGn(T)/

15、dT，SS(T)=-GS(T，H)/TH=-dGn(T)/dT，可得    ，(TTc)  (10)    由臨界磁場的經驗公式        (11)    可知dHc(T)/dT0，故(10)式給出    SS(T)Sn(T)    (12)    即超導態下系統的熵較低，故處于超導態的電子比正常態的電子更為有序 16. 對伯努利方程：，進行無量綱化，無量綱形式的方程中應出觀哪些特征數? ARe；BFr；CEu；DSr。對

16、伯努利方程：，進行無量綱化，無量綱形式的方程中應出觀哪些特征數?  ARe；BFr；CEu；DSr。C17. 蒸汽動力裝置中，直接向環境散失熱量最多的設備是_，可用能損失最多的設備是_。蒸汽動力裝置中，直接向環境散失熱量最多的設備是_，可用能損失最多的設備是_。冷凝器$鍋爐18. t1=10，1=80%，qV1=150m3/min的濕空氣流1進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和相對濕度3。d3=0.009994kg/kg(干空氣)，t3=17.68，3=77.39%19. 礦井升降機的罐籠質量6000kg，以速度v=12ms下降。若吊起罐籠的鋼繩突然斷裂。試問欲使罐籠在s=10m礦井升降機的罐籠質量6000kg，以速度v=12ms下降。若吊起罐籠的鋼繩突然斷裂。試問欲使罐籠在s=10m的路程內停止，安全裝置應在礦井壁與罐籠間產生多大的摩擦力?(摩擦力可視為常量)正確答案：鋼繩突然斷裂罐籠開始墜落時的初動能EKJ=v2罐籠停止下落時末動能Ek2=0墜落過程中重力作正功mgs摩擦力F作負功W12=mgsFs代入動能定理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,罐籠開始墜落時的初動能EKJ=v2,罐籠停止下落時,末動能Ek2=0,墜落過程中,重力作正功mgs,摩擦力F作負功W12=mgsFs,代入動能定理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：在無電荷空間中任一點的靜電勢