5 Первый закон термодинамики
5.1 Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть 2 м³ воздуха от 100ºС до 500ºС при избыточном постоянном давлении 0,2 МПа? Какую работу совершит при этом воздух? Давление атмосферы принять равным 101235 Па. Объемная средняя изобарная теплоемкость равна .
5.2 Одинаковые массы ртути и воды падают с одинаковой высоты на твердую поверхность. Перед падением и ртуть и вода имеют одну и ту же температуру. Полагая, что вся энергия падения аккумулируется падающими массами, определить, у какой из них изменение температуры будет больше и во сколько раз?
Теплоемкость ртути ср=0,140 кДж/(кг·К).
Ответ: ΔtHg≈30ΔtH2O.
5.3 Найти часовой расход топлива, который необходим для работы паровой турбины мощностью 25 МВт, если теплота сгорания топлива Qнр=33,85 МДж/кг и известно, что на превращение тепловой энергии в механическую используется только 35% теплоты сожженного топлива.
Ответ: G=7,59 т/ч.
Скачать файл (оплата в RUB)Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
5.4 В котельной электрической станции за 20 ч работы сожжены 62 т каменного угля, имеющего теплоту сгорания 28900 кДж/кг. Определить среднюю мощность станции, если в электрическую энергию превращено 18% теплоты, полученной при сгорании угля.
Ответ: N=4479 кВт.
Скачать файл (оплата в RUB)Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
5.5 Паросиловая установка мощностью 4200 кВт имеет к.п.д. ηст=0,20.
Определить часовой расход топлива, если его теплота сгорания Qнр=25000 кДж/кг.
5.6 В машине вследствие плохой смазки происходит нагревание 200 кг стали на 40ºС в течение 20 мин.
Определить вызванную этим потерю мощности машины. Теплоемкость стали принять равной 0,46 кДж/(кг·К).
Ответ: ΔN=3,07 кВт.
Скачать файл (оплата в RUB)Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
5.7 Продукты сгорания из печи установки гидроочистки в количестве G1 при температуре T1 и постоянном давлении нагревают водородосодержащий газ (ВСГ) от температуры t1 до t2. Температура продуктов сгорания на выходе из теплообменного аппарата Т2. Массовый состав продуктов сгорания и ВСГ представлен в таблице 4.
Определить:
— секундный расход ВСГ;
— количество теплоты, переданное продуктами сгорания ВСГ;
— изменение внутренней энергии продуктов сгорания и ВСГ в процессе теплообмена;
— термодинамическую работу продуктов сгорания и ВСГ.
Исходные данные взять из таблиц 3 и 4. Значения теплоемкостей в зависимости от температуры представлены в приложении Б. Процесс теплообмена считать без потерь в окружающую среду.
Выбрать вариант задачи
ВУЗ: УГНТУ
5.8 Какое количество охлаждающей воды следует подавать на колодки испытательного тормоза в 1 ч, если мощность двигателя N=55 кВт, температура охлаждающей воды 10 ºС, а предельно допустимая температура воды на выходе 80 ºС? Часть теплоты трения (20%) рассеивается в окружающей среде.
Ответ: mв=540,1 кг/ч.
Скачать файл (банки РФ) 130 RUB5.9 Сколько нужно сжечь керосина, чтобы полностью испарить 100 г воды, температура которой 20 ºС? КПД керосинового нагревателя 0,2.
5.10 При испытании двигателей внутреннего сгорания часто используются гидротормоза. Работа двигателя при торможении превращается в теплоту трения, и для уменьшения нагрева применяется водяное охлаждение. Определить часовой расход воды на охлаждение тормоза, если мощность двигателя равна 45 л.с., начальная температура воды 15 ºС, конечная — 60 ºС. Принять, что вся теплота трения передается охлаждающей воде.
