4 Теплоемкость газов
4.21 В регенеративном подогревателе газовой турбины воздух нагревается от 150 до 600 ºC.
Найти количество теплоты, сообщенное воздуху в единицу времени, если расход его составляет 360 кг/ч. Зависимость теплоемкости от температуры принять нелинейной.
Ответ: Q=47,84 кДж/c.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
4.22 В калориметре с идеальной тепловой изоляцией находится вода в количестве Мв=0,8 кг при температуре t′15 ºC. Калориметр изготовлен из серебра, теплоемкость которого сс=0,2345 кДж/(кг·К).
Масса калориметра Мс=0,25 кг. В калориметр опускают 0,2 кг алюминия при температуре ta=100 ºC. В результате этого температура воды повышается до t″=19,24 ºC. Определить теплоемкость алюминия.
Ответ: са=0,8946 кДж/(кг·К).
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
4.23 Рассчитайте изохорную теплоемкость сυ, кДж/(кг·К) смеси газов СО2 и N2 при t=500 ºC, если gN2=0,46. Воспользуйтесь таблицами термодинамических свойств газов [7].
4.24 Рассчитайте изохорную теплоемкость cυ, кДж/(кг·К) смеси газов СО2 и N2при t=500 ºC, если rCO2=0,28. Воспользуйтесь таблицами 2 и 3 приложения учебного пособия [3].
4.25 Для воздуха и углекислого газа (СО2) оцените отклонение в % мольных теплоемкостей μсυ при температурах 100 ºС и 1000 ºС от постоянных значений μсυ ( 20,8 кДж/(кмоль·К)- для двухатомных газов и 29,1 — для трех- и многоатомных газов). Воспользуйтесь таблицами 1 и 3 ПРИЛОЖЕНИЯ в учебном пособии. Сделайте выводы.
4.26 Используя таблицы термодинамических свойств газов, вычислить средние удельные (массовые) изобарную и изохорную теплоемкости газовой смеси в диапазоне температур (125 ºC, 570 ºC). Газовую смесь взять из задания №2 для своего варианта.
Таблица 1 – Исходные данные
| № вар. | Смесь газов | g1 | g2 | g3 | ||
| 3 | СО | N2 | CO2 | 0,03 | 0,58 | 0,39 |
4.27 (Вариант 24) Газовая смесь (задана по массе, объему, в %) нагревается при p=const от t1, ºC до t2, ºC (состав смеси согласно варианту).
Определить:
теплоемкость отдельных компонентов и теплоемкость смеси, считая не зависящей ее от температуры, т.е. при c=const;
среднюю теплоемкость отдельных компонентов и теплоемкость смеси, считая зависимость ее от температуры нелинейной, т.е. c≠const.
Таблица 1 – Исходные данные
| t1, ºC | t2, ºC | компоненты, % | |||
| CO2 | O2 | SO2 | задание смеси | ||
| 100 | 1100 | 10 | 70 | 20 | по объему |
4.28 В цилиндре сжимается воздух от 50 ºС до 600 ºС. Определить среднее значение показателя адиабаты в данном интервале изменения температуры. Истинные молярные изобарные теплоемкости азота и кислорода равны соответственно СМРN2=29,5+0,0070t и СМРO2=28,55+0,0055t.
4.29 (Вариант 23) Для газа массой m, определить среднюю теплоемкость (с помощью таблиц), количество подведенного и отведенного тепла при следующих условиях:
а) газ с давлением р и температурой Т1 нагревается при постоянном давлении до температуры Т2;
б) газ с объемом V и температурой T2 охлаждается при постоянном объеме до температуры T1.
Таблица 1 – Исходные данные
| Газ | m, кг | а) | б) | ||||
| р, бар | T1, K | T2, K | V, м3 | T1, K | T2, K | ||
| воздух | 10,4 | 0,6 | 285 | 405 | 0,2 | 285 | 405 |
4.30 При расширении М кг воздуха его температура изменяется от t1 до t2, ºC. Определить изменение внутренней энергии воздуха:
а) считая теплоемкость воздуха не зависящей от температуры;
б) учитывая зависимость средней теплоемкости от изменения интервала температуры.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | М, кг | t1, ºC | t2, ºC |
| 1 | 2,5 | 500 | 200 |
