5 Первый закон термодинамики

5.33 В котельной электростанции за 10 ч работы сожжено 100 т каменного угля с теплотой сгорания Q^н_р=29300 кДж/кг.

Найти количество выработанной электроэнергии и среднюю мощность станции, если к.п.д. процесса преобразования тепловой энергии в электрическую составляет 20 %.

Ответ: L=162778 кВт·ч, N_ср=16278 кВт.

5.34  В калориметр, содержащий 0,6 кг воды при t=20 ºC, опускают стальной образец массой в 0,4 кг, нагретый до 200 ºС. Найти теплоемкость стали, если повышение температуры воды составило 12,5º. Массой собственно калориметра пренебречь.

Ответ: с=0,469 кДж/(кг·К).

5.35 Свинцовый шар падает с высоты h=100 м на твердую поверхность. В результате падения кинетическая энергия шара полностью превращается в теплоту. Одна треть образовавшейся теплоты передается окружающей среде, а две трети расходуются на нагревание шара. Теплоемкость свинца с=0,126 кДж/(кг·К). Определить повышение температуры шара.

Ответ: Δt=5,2 ºС.

5.36 Автомобиль массой 1,5 т останавливается под действием тормозов при скорости 40 км/ч.

Вычислить конечную температуру тормозов t₂, если их масса равна 15 кг, начальная температура t₁=10 ºC, а теплоемкость стали, из которой изготовлены тормозные части, равна 0,46 кДж/(кг·К). Потерями теплоты в окружающую среду пренебречь.

Ответ: t₂= 23,4 ºC.

5.37 Предполагая, что все потери гидротурбины превращаются в теплоту и тратятся на нагрев воды, определить к.п.д. турбины по следующим данным: высота падения воды равна 400 м, нагрев воды составляет 0,2 ºС.

Ответ: η=78,6 %.

5.38 Найти изменение внутренней энергии 1 кг воздуха при переходе его от начального состояния t₁=300 ºC до конечного при t₂=50 ºC. Зависимость теплоемкости от температуры принять линейной. Ответ дать в кДж.

Ответ: Δu=-185,3 кДж/кг.

5.39 Найти изменение внутренней энергии 2 м³ воздуха, если температура его понижается от t₁=250 ºC до t₂=70 ºC. Зависимость теплоемкости от температуры принять линейной. Начальное давление воздуха р₁=0,6 МПа.

Ответ: ΔU=-1063 кДж.

5.40  2 м³ воздуха при давлении 0,5 МПа и температуре 50 ºС смешиваются с 10 м³ воздуха при давлении 0,2 МПа и температуре 100 ºС.

Определить давление и температуру смеси.

Ответ: t_см=82 ºC, р_см=0,25 МПа.