12 Второй закон термодинамики

12.31 В сосуде объемом 200 л находится углекислота при температуре t₁=20 ºС и давлении р₁=10 МПа. Температура среды t₀=20 ºС, давление среды          р₀=0,1 МПа.

Определить максимальную полезную работу, которую может произвести находящаяся в сосуде углекислота.

Ответ: L_{max(полезн)}=7220 кДж.

12.32 Торпеда приводится в действие и управляется автоматически, двигаясь на заданной глубине. Для двигателя торпеды используется имеющейся в ней запас сжатого воздуха. Найти максимальную полезную работу, которую может произвести воздушный двигатель торпеды, если объем сжатого воздуха в ней V₁=170 л, давление р₁=18 МПа, а температура воздуха и морской воды t₀=10 ºС.  Торпеда отрегулирована на движение под уровнем моря на глубине 4 м.

Определить также силу, с которой торпеда устремляется вперед, если радиус ее действия должен быть равен 4 км, а потерями привода можно пренебречь.

Ответ: L_{max(полезн)}=11810 кДж, F=2953 Н.

12.33 1 кг воздуха при р₁=0,09 МПа и t₁=100 ºС сжимается по адиабате так, что его объем уменьшается в 16 раз.

Найти конечную температуру и конечное давление, пользуясь диаграммой Ts.

Ответ: t₂=300 ºC, р₂=4,5МПа.

Ts — диаграмма воздуха с рассчитанным процессом прилагается к задаче

12.34 В сосуде объемом 400 л заключен воздух при давлении р₁=0,1 МПа и температуре t₁=-40 ºС. Параметры среды: р₀=0,1 МПа и t₀=20 ºС.

Определить максимальную полезную работу, которую может произвести воздух, заключенный в сосуде. Представить процесс в диаграммах рυ и Ts.

Ответ: L_{max(полезн)}=4300 Дж.

12.35 1 кг воздуха при р₁=0,9 МПа и t₁=10 ºС сжимается по адиабате до р₂=3,7 МПа.

Пользуясь диаграммой Ts, найти конечную температуру, а также то давление, до которого нужно сжать воздух, чтобы температура его стала t₂=80 ºС.

Ответ: t₃=142 ºС, р₂=2,08 МПа.

12.38 1 кг воздуха расширяется по адиабате от р₁=0,6 МПа и t₁=130 ºС до  р₂=0,2 МПа.

Определить конечную температуру, пользуясь диаграммой Ts.

Ответ: t₂ = 20 ºC.