8 Изотермические процессы

8.11 Смесь идеальных газов заданного массового состава (см. задачу №2) расширяется при постоянной температуре t=127ºC так, что отношение конечного объема к начальному равно ε. Определить газовую постоянную, конечные параметры смеси p2 и V2, работу расширения, количество теплоты и изменение удельной энтропии в процессе. Для смеси заданы масса G и начальное абсолютное давление p1. Процесс изобразить в pV- и  Ts- диаграммах.

Таблица 2 – Числовые данные к задачам контрольной работы

Предпоследняя цифра шифра 1
ε G, кг р1, МПа Массовый состав смеси, %
CO2 H2O N2 O2
6 20 0,6 18 1 65 16

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: МИИТ


8.12 Газ азот массой m, кг  изотермически расширяется при температуре t, ºC c увеличением объема в n раз.

Начальное давление газа p1. Определить конечное давление, начальный и конечный объемы, работу, теплоту и изменение внутренней энергии в процессе.

Таблица 2.1 — Исходные данные к задаче 2

№ вар. М, кг t, ºC р1, МПа n
1 2,0 107 1,0 2

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10.

Методические указания.pdf


8.13 Воздух в количестве М=21 кг при температуре t=27 ºC изотермически сжимается до тех пор, пока давление не становится равным 4 МПа. На сжатие затрачивается работа L=7,8 МДж. Найти начальные давление и объем, конечный объем и теплоту, отведенную от воздуха. Процесс сжатия иллюстрировать в р-υ и T-s диаграммах.


8.14 Изотермически сжимают V, м³ газа с р1=2,0 кПа до р2, кПа. Температура газа t, ºC. Вычислить: параметры газа в начале и конце процесса; работу, затраченную на сжатие; количество тепла, построить процесс в pV — диаграмме.

Таблица 1 – Исходные данные 

ВариантГазр2, кПаt, ºCV, м3
8Бутан17030500


8.15 При изотермическом расширении 0,25 кг кислорода в цилиндре поршневой машины давление понижается от 12,5 до 5,6 МПа, а поршень перемещается на 50 мм. Определить температуру кислорода, подведенное количество теплоты и произведенную работу, если диаметр цилиндра равен 220 мм.


8.16 Атмосферный воздух объемом 2 м³ был сжат при неизменной температуре до избыточного давления 8 бар. Какова степень сжатия воздуха? Какой объем будет занимать сжатый воздух?


8.17 2 кг кислорода с начальным давлением р1=6 МПа и начальной температурой t1=17 ºC расширяются до конечного давления р2=0,1 МПа. Определить объем кислорода в начале и в конце расширения и работу расширения.


8.18 В начальном состоянии при температуре t=37 ºC газы, составляющие смесь, имеют парциальные давления рнСО2=2 МПа; рнСО=5 МПа; рнN2=3 МПа. В конечном состоянии при той же температуре парциальные давления смеси имеют значения ркСО2=0,1 МПа; ркСО=0,5 МПа; ркN2=0,4 МПа.

Найти начальный и конечный объемы газовой смеси, а также количество теплоты, участвующей в изотермическом процессе, если удельная газовая постоянная смеси Rсм=0,260 кДж/(кг·К), а масса смеси mсм=10 кг.

Изобразите графически процесс в рυ- и Ts — диаграммах.


8.19 0,5 м³ кислорода при давлении р1=1 МПа и температуре t1=30 ºC сжимаются изотермически до объема в 5 раз меньше начального.

Определить объем и давление кислорода после сжатия, работу сжатия и количество теплоты, отнятой у газа.

Ответ: р2=5 МПа, V2=0,1 м³, L=-805 кДж.


8.20  1 кг воздуха при температуре t1=30 ºC и начальном давлении р1=0,1 МПа сжимается изотермически до конечного давления р2=1 МПа.

Определить конечный объем, затрачиваемую работу и количество теплоты, отводимой от газа.

Ответ: υ2=0,087 м³/кг, l=-200 кДж/кг, q=-200 кДж/к.