8 Изотермические процессы

8.1 Построить в координатах P-V изотерму сжатия, если дана точка, характеризующая начальное состояние газа.


8.2 Определить приращение энтальпии вещества при изотермическом изменении давления от р1 = 0,1 МПа до р2 = 10 МПа, если вещество подчиняется уравнению состояния р(υb) = RT, где b = 1,7·103 м³/кг.

Методические указания.pdf


8.3 Газ CO2 в процессе подвода теплоты при t=const=650ºC расширяется в три раза до давления 6 бар. Определить начальные давления и плотность рабочего тела, а также подведенное количество теплоты, если массовый расход газа 1200 кг/ч.


8.4 Газ расширяется в цилиндре изотермически до объема в 5 раз больше первоначального. Сравнить величины работ: полного расширения и расширения на первой половине хода.

 

Ответ: L2/L1=0,684.


8.5 В компрессоре изотермически сжимаются 2 кг воздуха при температуре 200ºС от давления 0,1 МПа до 2,5 МПа давления .

Какое количество воды необходимо затратить для охлаждения сжимаемого воздуха, если ее начальная температура была 15ºС, а конечная 50ºС? Массовую теплоемкость воды принять равной 4,19 кДж/(кг·град).


8.6 Определить начальное давление газа, если известно, что в конце изотермического расширения давление равно 1 бар, к газу в процессе расширения подведено 90 кДж/кг тепла, газ водород. Температура в начале процесса 30ºС. Изобразить процесс в р-υ и T-s — диаграммах.


8.7 Воздух в количестве 0,5 кг  при р1=0,5 МПа и t1=30ºC расширяется изотермически до пятикратного объема.

Определить работу, совершаемую газом, конечное давление и количество теплоты, сообщаемой газу.

Ответ: р2=0,1 МПа, Q=L=70 кДж.


8.8 8 м³ воздуха при р1=0,09 МПа и t1=20ºC сжимаются при постоянной температуре до 0,81 МПа.

Определить конечный объем, затраченную работу и количество теплоты, которое необходимо отвести от газа.

Ответ: V2=0889 м³, Q=L=-1581 кДж.


8.9 В воздушный двигатель подается 0,0139 м³/c воздуха при р1=0,5 МПа и t1=40ºC.

Определить мощность, полученную при изотермическом расширении воздуха в машине, если р2=0,1 МПа.

Ответ: L=11,188 кВт.


8.10 Воздух при давлении р1=0,1 МПа и температуре t1=27ºC сжимается в компрессоре до р2=3,5 МПа.

Определить величину работы L, затраченной на сжатие 100 кг воздуха, если воздух сжимается изотермически.

Ответ: L=-30576 кДж.