7 Изобарные процессы
7.21 В цилиндре двигателя внутреннего сгорания находится воздух при температуре 500 ºC. Вследствие подвода теплоты конечный объем воздуха увеличился в 2,2 раза.
В процессе расширения воздуха давление в цилиндре практически оставалось постоянным.
Найти конечную температуру воздуха и удельные количества теплоты и работы, считая зависимость теплоемкости от температуры нелинейной.
Ответ: t2=1428 ºC, l=266,3 кДж/кг, qp=1088,7 кДж/кг.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
7.22 Для изобарного процесса воздуха дано: t1=30 ºC, t2=150 ºC. Определить работу процесса (ω). Принять, что воздух – идеальный газ.
7.23 Смесь, состоящая из СО2 и СО, задана массовыми долями (mCO2 и mCO). Имея начальные параметры – давление р1 = 0,5 МПа и температуру t1 = 27 ºС, смесь расширяется при постоянном давлении до объема V2 = ρV1.
Определить газовую постоянную смеси, ее начальный объем V1, параметры смеси в состоянии 2, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии, теплоту и работу расширения в процессе 1-2, если масса смеси М.
Таблица 1.1 – Исходные данные к задаче 1
| Вариант | mCO2 | mCO | М, кг | ρ=V2/V1 |
| 00 | 0,1 | 0,9 | 2 | 3,5 |
Указание. Теплоемкости газов и принять зависящими от температуры, то есть С = const
Варианты задачи: 65, 72, 80, 95.
7.24 В камере сгорания ГТУ к воздуху подводится теплота при постоянном давлении, в результате чего температура воздуха повышается с 450 до 1000 К. Найти подведенное удельное количество теплоты: а) считая теплоемкость воздуха постоянной и равной ее значению при начальной температуре; б) учитывая зависимость истинной теплоемкости [кДж/(кг·К)] от температуры по формуле ср=0,935+0,24·10-3Т-0,0291·10-6Т²; в) используя табл. 3 Приложения.
Ответ: а) qp=561,6 кДж/кг; б) qp=601,1 кДж/кг; в) qp=594,2 кДж/кг.
7.25 В цилиндре ДВС к воздуху подводится количество теплоты 8120 кДж/кмоль при p=const. Определить расстояние поршня от верхней мертвой точки в конце этого процесса и работу, совершенную воздухом, если объем камеры сжатия составляет 250 см³, диаметр цилиндра D=80 мм, начальная температуры воздуха t1=540 ºС.
Ответ: х=17 мм, l=80 кДж/кг.
7.26 Для использования теплоты отходящих газов двигателя мощностью N=2500 кВт установлен подогреватель, через который проходит L=60000 м³/ч воздуха при температуре t1=15 ºC и давлении р=0,101 МПа. Температура воздуха после подогревателя равна 75 ºС. Определить, какая часть теплоты топлива использована в подогревателе. КПД двигателя принять равным 0,33. Зависимость теплоемкости от температуры линейной.
Ответ: 71%.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
7.27 В цилиндре диаметром 80 мм содержится 1 л воздуха при избыточном давлении 0,2 МПа и температуре 27 ºС. Барометрическое давление 750 мм рт. ст. До какой температуры следует нагреть воздух в цилиндре, чтобы движущийся без трения поршень поднялся на 60 мм при постоянном давлении?
7.28 12 г идеального газа занимают объем 4·10-3 м³ при температуре 7 ºС. После нагревания газа при постоянном давлении его плотность стала равна 6·10-4 г/см³. До какой температуры нагрели газ?
7.29 Азот нагревался при постоянном давлении, причем ему было сообщено количество теплоты 21 кДж. Определить работу, которую совершил при этом газ, и изменение его внутренней энергии.
7.30 До какой температуры будет нагрет углекислый газ (СО2) объемом V1, если сообщить ему теплоту Q, кДж, при постоянном абсолютном давлении р? Начальная температура газа t1=100 ºC. Определить объем газа в конце процесса нагрева, а также удельные значения изменений внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессе. Теплоемкость газа принять не зависящей от температуры.
Таблица 2 – Числовые данные к задачам
| Последняя цифра номера зачетной книжки | V1, м3 | р, МПа | Q, кДж |
| 0 | 0,1 | 0,9 | 710 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
ВУЗ: ИрГУПС
