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 М_в=0,8 кг при температуре t′15 ºC. Калориметр изготовлен из серебра, теплоемкость которого с_с=0,2345 кДж/(кг·К).

Масса калориметра М_с=0,25 кг. В калориметр опускают 0,2 кг алюминия при температуре t_a=100 ºC. В результате этого температура воды повышается до t″=19,24 ºC. Определить теплоемкость алюминия.

Ответ: с_а=0,8946 кДж/(кг·К).

Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике

4.23 К 1 кг заданного газа, находящегося в емкости при температуре t₁ и давлении р₁ подводиться q теплоты. Определить: конечную температуру и конечное давление газа после подвода теплоты, если зависимость истинной теплоемкости от температуры задана формулой (см. таблицу с вариантами); конечные температуру и давление в предположении постоянного значения теплоемкости равной ее значению при исходной температуре; величину расхождения в рассчитанных значениях в обоих случаях в процентах.

Таблица 2.1

Данные к заданию №2

Вариант

Газ

t₁, ºС

р₁, бар

q, кДж

Уравнение

зависимости

μс_р(t), кДж/(кмоль·К)

Н₂О

1,5

1000

32,837 + 0,01166t

ВУЗ: МАДИ

Все задачи из: Еремин В.И. Термодинамика и теплопередача МАДИ 2017

4.24 Рассчитайте изохорную теплоемкость c_υ, кДж/(кг·К) смеси газов СО₂ и N₂при t=500 ºC, если r_CO2=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 μс_υ ( 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, %
t₁, ºC	t₂, ºC	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 С_МР^N2=29,5+0,0070t и С_МР^O2=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)
Газ	m, кг	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

« 1 2 3 4 5 »