7 Изобарные процессы
7.1 2 м³ воздуха с начальной температурой t1=15ºC расширяются при постоянном давлении до 3 м³ вследствие сообщения газу теплоты.
Определить конечную температуру, давление газа в процессе и работу расширения.
Ответ: t2=159ºC, р=0,24 МПа, L=239 кДж.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
7.2 В цилиндре диаметром 400 мм содержится 80 л воздуха при давлении 2,9 бар и температуре 15ºС. Принимая теплоемкость воздуха постоянной, определить, до какой величины должна увеличиться сила, действующая на поршень, чтобы последний оставался неподвижным, если к воздуху подводится 20 ккал тепла.
7.3 1 кг воздуха с давлением 0,1 МПа и температурой t1 изобарически расширяется до температуры t2. Определить конечный объем, подведенное тепло q, внешнюю работу L и изменение энтропии Δs. Изобразить в Ts — и pυ — диаграмме тепло и работу процесса через соответствующие площади.
Таблица 1
| Температура t1, ºС | Температура t2, ºС |
| 20 | 100 |
7.4 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 1,3 кДж/(м³·К).
Ответ: Qp=2927 кДж, L=646 кДж.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
7.5 При сжигании в топке парового котла каменного угля объем продуктов сгорания составляет: Vк=11,025 м³/кг. Анализ продуктов сгорания показывает следующий их объемный состав: CO2=10,3%, O2=7,8%, N2=75,3%, H2O=6,6%.
Считая количество и состав продуктов сгорания неизменными по всему газовому тракту парового котла, а зависимость теплоемкости от температуры нелинейной, определить количество теплоты, теряемой с уходящими газами (на 1 кг топлива), если на выходе из котла температура газов равна 180ºC, а температура окружающей среды 20ºC. Давление продуктов сгорания принято равным атмосферному.
Ответ: qух=2418 кДж/кг.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
7.6 В цилиндре с поршнем заключено 2 кг этилена (С2Н4). При давлении р,бар и температуре t1,ºC, газ подогревается до температуры t2,ºC. Определить количество тепла, истраченного при изобарном процессе, и величину полученной работы.
Таблица 2
| Вариант | р, бар | t1, ºC | t2, ºC |
| 1 | 1,4 | 15 | 500 |
7.7 Воздух в количестве 6 м³ при давлении 0,3 МПа и температуре 25ºС нагревается при постоянном давлении до температуры 130ºС. Считая среднюю объемную изобарную теплоемкость равной 1,3 кДж/(м³·К) найти количество подведенной к воздуху теплоты.
7.8 1 кг азота, имея начальную температуру t1=0ºC, расширяется при постоянном давлении p, при этом удельный объем его увеличивается в n раз. Определить удельный объем и температуру азота в конце процесса, работу в процессе, изменения внутренней энергии и энтропии, а также подведенную теплоту. Средняя массовая теплоемкость азота имеет линейную зависимость от температуры, cpm=1,0258+0,00008382t кДж/(кг·К).
Таблица 2 – Числовые данные к задачам контрольной работы
| Предпоследняя цифра шифра | р, МПа | n |
| 1 | 7 | 2 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: МИИТ
Все задачи из: Термодинамика и теплопередача МИИТ 2013
7.9 Определите изменение энтропии (Δs) при нагреве воздуха в изобарном (p=const) процессе от t1=0ºC до t2=400ºC тремя способами:
— используя табличные значения s0 [7];
— используя среднеарифметическое значение теплоемкости cp для данного интервала температур;
— приняв теплоемкость постоянной, согласно молекулярно — кинетической теории газов.
Воспользуйтесь таблицами термодинамических свойств газов [7].
Сравните полученные результаты. Какое значение Δs является наиболее точным и почему?
7.10 Требуется определить количество теплоты, отдаваемое каждым килограммом отработавших газов дизеля в утилизационном котле, где газы при постоянном давлении охлаждаются от температуры t1 до температуры t2. Объемный состав отработавших газов: rCO2=0,08; rH2O=0,06; rO2=0,10; rN2=0,76.
Таблица 2 – Числовые данные к задачам контрольной работы
| Предпоследняя цифра шифра | t1, ºC | t2, ºC |
| 1 | 410 | 230 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: МИИТ
Все задачи из: Термодинамика и теплопередача МИИТ 2013
