7 Изобарные процессы
7.51 Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть объем W воздуха при постоянном избыточном давлении р1 от температуры t1 до температуры t2? Какую работу при этом совершит воздух, если барометрическое давление равно 101325 Па?
Справка: k=1,4; µ=28,96; сυµ=20,93 кДж/(кмоль·К); срµ=29,31 кДж/(кмоль·К).
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | W, м3 | р1, МПа | t1, ºC | t2, ºC |
| 23 | 1,2 | 0,8 | 25 | 600 |
Варианты задачи: 46.
7.52 Найти затрату теплоты на нагревание объема воздуха V, м3 при постоянном давлении 750 мм рт. ст., если начальная температура воздуха t1, а конечная – t2. Определить объем воздуха в конце процесса нагревания. Процесс изменения состояния воздуха изобразить в рυ- и Ts-координатах. Для объемной средней теплоемкости воздуха при нормальных физических условиях принять линейную зависимость сʹpm=1,2866+0,00012t, кДж/(м3·К).
Таблица 2 – Числовые данные к задачам
| Последняя цифра номера зачетной книжки | V1, м3 | t1, ºC | t2, ºC |
| 0 | 1 | 20 | 355 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
ВУЗ: ИрГУПС
7.53 Газ массой m кг расширяется по изобаре при абсолютном давлении р МПа так, что температура его повышается от t10С до t20С.
Определить: конечный объём азота, совершённую им работу и подведённую теплоту.
Таблица 1.2 – Исходные данные
| Вариант | 2 |
| Газ | Водород |
| Масса газа, m, кг | 0,8 |
| Давление газа, р, МПа | 0,5 |
| Начальная температура газа, t1, ºC | 100 |
| Конечная температура газа, t2, ºC | 300 |
| Газовая постоянная, R, Дж/(кг·К) | 4124,7 |
| Киломольная теплоемкость, μсрm, кДж/(кмоль·К) | 29,4 |
7.54 Воздух в количестве 6 м³ при давлении 0,3 МПа и температуре 25ºС нагревается при постоянном давлении до 130ºС. Найти количество подведенной теплоты, работу, изменение внутренней энергии.
7.55 Азот массой 0,5 кг расширяется при постоянном давлении 0,3 МПа так, что температура его повышается от 100 до 300ºС. Определить конечный объем азота, совершаемую им работу и подведенную теплоту.
7.56 В цилиндре диаметром 60 см содержится 0,41 м³ воздуха при р=2,5 бар и t=35 ºC.
До какой температуры должен нагреваться воздух при постоянном давлении, чтобы движущийся без трения поршень поднялся на 40 см?
7.57 В цилиндре диаметром d, см содержится V, м³ воздуха при давлении рАБС, бар, и температуре t, ºC. До какой температуры должен нагреваться воздух при постоянном давлении, чтобы движущийся без трения поршень поднялся на h, см? Данные для расчета приводятся в таблице 1.1
Таблица 1.1 – Расчетные данные
| Вариант | V, м3 | t, ºС | рабс, бар | d, см | h, см |
| 10 | 0,7 | 50 | 3,5 | 70 | 65 |
7.58 Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть V м³ воздуха при постоянном избыточном давлении р МПа от температуры t1 ºС до температуры t2 ºС? Какую работу при этом совершит воздух?
Таблица вариантов
| № | Емкость, V | Давление, р | Температура, t1 | Температура, t2 |
| 2 | 1,4 | 0,14 | 70 | 440 |
7.59 В цилиндре находится воздух при давлении р МПа и температуре t1 ºС. От воздуха отнимается теплота при постоянном давлении таким образом, что в конце процесса устанавливается температура t2 ºС. Объем цилиндра, в котором находится воздух, равен V л. Определить количество отнятой теплоты, конечный объем, изменение внутренней энергии и совершенную работу сжатия. Зависимость теплоемкости от температуры считать нелинейной.
Таблица вариантов
| № | Давление, р | Температура, t1 | Температура, t2 |
| 2 | 0,44 | 340 | 14 |
7.60 Начальное состояние азота задано параметрами: t = 200ºС, υ = 1,9 м³/кг. Азота нагревается при постоянном давлении, причем объем азота увеличивается до 5,7 м³/кг.
Определите конечную температуру.
Ответ: t2 = 1146ºС.
