Файл: Марков, В. С. Сборник задач по технической термодинамике и теплопередаче [учеб. пособие].pdf

86. Манометр на баллоне со сжатым воздухом для судового

Сот,=0,711 кдж/(кг-град). Ответ: /?2а6с = 37,26ap\Q = 1022 кдэю.

воздуха и работу расширения, если при нагревании объем увели­ чился до 3 м3. Ответ: /2=750°С, L — 64900 кгс.м.

92.Воздух находится при нормальных физических условиях. Как изменится энтропия 2 кг воздуха при изобарном нагревании его до 800°С? Ответ: Asi,2=2,97 кдж/град.

93.Определить объем сжатого газа, имевшего перед сжатием

метры воздуха в характерных точках процесса; количество тепла,

= 495°С; ^і,з = 101 ккал/кг\ /1і3=8400 кгс. м/кг, Іг ,,3=5600 кгс. м/кг, Д#і,з = 81,6 ккал/кг\ ДSi,3 = 0,214 ккалі(кг-град).

95. 250 л воздуха расширяются изобарно при р„з6 = 9,81 бар до Ѵ2= 1,8-Ѵі. Определить t2, работу расширения, количество подведенного тепла, изменение энтальпии и энтропии, если

12

=1,34 кдж\град.

96.1 кг воздуха, имеющий начальное давлением Н36 = 0,98 бар,

расширяется при t= 100°C= const до десятикратного объема. Оп­ ределить конечное давление воздуха и работу расширения. Ответ:

99.Воздух, заключенный в объеме 0,06 м3 при давлении 8 ати

итемпературе 172°С, сжимается при ^=const. Определить конеч­ ные давление и объем, если за время процесса выделяется 25 ккал

101.Во сколько раз увеличилось давление воздуха при изотер­ мическом (А=270°С) сжатии, если за процесс сжатия было отня-. то 83,7 кдж тепла. Ответ: увеличилось в 2,6 раза.

102.Определить количество воздуха, участвовавшего в про­ цессе изотермического (і=100°С) расширения, если объем возду­ ха увеличился в 10 раз, а работа расширения составила 245 кдж.

Ответ: G= 1 кг.

103. 1 кг воздуха расширяется при постоянной температуре так, что его объем увеличивается в 12 раз. Определить изменение

127°С, расширяется изобарно до двойного объема, а затем сжи­ мается изотермически до 40 ата. Определить изменение внутрен­ ней энергии, работу деформации и техническую работу за процесс.

Ответ: Аи=§2,Ьккал\кг\ 1 = —33400кгс■м/кг, / г= —44000кгс-щ|/сг. 106. В цилиндре находится воздух при давлении /Ѵабс — 1 дар

лить температуру воздуха в конце сжатия, если начальная тем­ пература = 30°С. Ответ: t2 — 627°С.

13

108.Температура воздуха при адиабатном сжатии увеличи­ вается в 5 раз. Определить конечный объем воздуха, если начальный объем составлял 1,2 м*. Ответ,: 1/2 = 0,0214 м3.

109.Температура воздуха при адиабатном расширении умень­

=192000 кгс-м.

112.Определить работу адиабатного расширения 4 кг азота, если давление уменьшается в 8 раз и температура в начале процесса была равна 727°С. Ответ: L — 1346 кдж.

113.Определить работу при адиабатном сжатии 5 кг воздуха, если при сжатии объем уменьшается в 8 раз, а начальная темпе­ ратура была равна 27°С. Ответ: L = — 143000 кгс-м.

114. 2 кг воздуха, взятые при температуре 300°С и давлении 9 ати, расширяются до пятикратного объема. Определить конеч­ ные параметры воздуха, количество тепла, участвующего в про­

= 0,11 ккал\(кг-град)\ б) адиабатическое расширение: Ѵх=0,336 л*8, 1/2= 1,68 л 3, р2= 1,05 ата, t2 — 27°С, £=40000 кгс-м, Ди = — 94 ккал.

115. Определить количество тепла, необходимого для осуще­

ДU — 224 кдж, Дs = — 0,605 кдж\град.

117.Процесс расширения воздуха описывается уравнением рі)1- = const. Выявить характер энергетических преобразований при этом процессе (дать числовые соотношения). Ответ: 50% работы совершается за счет тепла, подведенного извне, а 50°/о — за счет уменьшения внутренней энергии.

118.4 кг окиси углерода политропно сжимаются при «. = 0,9.

Определить внешнюю и техническую работы за процесс, измене­ ние внутренней энергии и энтропии, если Сѵт= 0,711 кджі(кг-град)

J4

й температура газа изменяется от 100°С д о 50°С. Ответ: L = —594

кдж, Z.T= — 535 кдж, Д U = — 142 кдж, Д s = — 2,01 кдж\град.

119. Процесс расширения 3 кг воздуха описывается уравнением рѵх3 = const. Определить изменение внутренней энергии, энталь­ пии, энтропии, количество тепла, участвующего в процессе, конеч­

L= 8540 кгс-м.

122.По какому закону происходит расширение газов в ци­ линдре двигателя внутреннего сгорания, если две точки, взятые,

на кривой расширения, имеют координаты в у/У-диаграмме:

У, = 13, Р\ = 28, У2= 45 и рг —5,24. Ответ: ѣ — 1,35.

123.При политропном процессе расширения газов в цилиндре двигателя внутреннего сгорания получается внешняя работа, равная 854000 кгс-м.; при этом газ воспринимает 300 ккал тепла. Определить показатель политропы. Ответ: п =1,34.

124.При политропном расширении давление газа уменьшается

в10 раз. Определить начальный объем газа, если в конце про­ цесса он имеет объем 6 ж3 и показатель политропы равен 1,3.

Ответ: У, = 1,02 ж3.

125.1 кг воздуха, находящийся в цилиндре при температуре

Как изменится энтропия 12 кг воздуха, если произойдет изохор­

128. При изотермическом сжатии от 2,1 мъ азота, взятого при

Ріабс— 1 бар, отводится 335 кдж тепла. Определить изменение энтропии за процесс сжатия. Ответ: Д s = —1,41 кдж\град.

15

129. Воздух, взятый при нормальных физических условиях, адиабатно сжимают до 3 ата и затем охлаждают при р — Ъ сипа =

130. 4 кі окиси углерода участвуют в политропном процессе сжатия при и —0,7. Температура газа изменяется от Ю0°С до 50°С.

давление повышается до 2 ати. После этого газ расширяется

132.Воздух, сжатый до давления А ати и объема v t =0,23 м3\кг, расширяется политропнодо давления 1 апгаи объема ѵг= 0,86 -ч:і\кг. Определить изменение энтропии за процесс и работу расширения.

Ответ: As = 0,041 ккал\(кг-град), L = 13200 кгс-м.

133.В топке парового котла поддерживается температура 1500°С. Тепло посредством лучеиспускания передается холодной

радиационной поверхности нагрева котла, имеющей среднюю температуру 250°С. Определить изменение энтропии системы тел (горящее топливо, продукты сгорания, радиационная поверх­ ность) в результате необратимого перехода 8375 кдж тепла.

ние энтропии воздуха при соединении баллонов между собой,

= 1100°С, расширяется адиабатически так, что его объем увеличивается в 12 раз. Определить конечные р 2 и t2 воздуха.

Ответ: р 2 = 1,24 ата и t2 = 237°С.

костью 1,1 лі3 находится воздух при давлении 10 ати и темпера­ туре 140°С. Определить давление и температуру смеси после соединения баллонов. Ответ: tc= 133°С и д. = 9,9ата.

138. В баллон емкостью 1 m'j, содержащий воздух при темпе­ ратуре 267°С, поступает кислород из другого баллона емкостью

16