9 Адиабатные процессы

9.11 1 м³ воздуха при давлении 0,095 МПа и начальной температуре 10 ºС сжимается по адиабате до 0,38 МПа.

Определить температуру и объем воздуха в конце сжатия и работу, затраченную на сжатие.

Ответ: t₂=148 ºC, V₂=0,373 м³, L=-117,5 кДж.

9.12 2 кг воздуха при давлении р₁=0,1 МПа и t₁=15 ºC адиабатно сжимаются в цилиндре компрессора до давления р₂=0,7 МПа.

Найти конечную температуру сжатого воздуха и работу, затраченную на сжатие.

Ответ: t₂=229 ºC, L=-307,1 кДж.

9.13 Объем воздуха при адиабатном сжатии в цилиндре двигателя внутреннего сгорания уменьшается в 13 раз. Начальная температура воздуха перед сжатием t₁=77 ºC, а начальное давление р₁=0,09 МПа.

Определить температуру и давление воздуха после сжатия.

Ответ: t₂=703 ºC, р₂=3,27 МПа.

9.14 В двигателе с воспламенением от сжатия воздух сжимается таким образом, что его температура поднимается выше температуры воспламенения нефти.

Какое минимальное давление должен иметь воздух в конце процесса сжатия, если температура воспламенения нефти равна 800 ºC? Во сколько раз при этом уменьшится объем воздуха?

Начальное давление воздуха р₁=0,1 МПа, начальная температура воздуха t₁=80 ºC. Сжатие воздуха считать адиабатным.

Ответ: р₂=4,9 МПа, ε=16 раз.

9.15 В цилиндре газового двигателя находится газовая смесь при давлении р₁=0,1 МПа и температуре t₁=50 ºC. Объем камеры сжатия двигателя составляет  от объема, описываемого поршнем.

Определить конечное давление и конечную температуру газовой смеси при адиабатном ее сжатии. Показатель адиабаты принять равным 1,38.

Ответ: р₂=1,54 МПа, t₂=412 ºC.

9.16 Работа, затраченная на адиабатное сжатие 3 кг воздуха, составляет 471 кДж. Начальное состояние воздуха характеризуется параметрами: t₁=15 ºC, р₁=0,1 МПа.

Определить конечную температуру и изменение внутренней энергии.

Ответ: t₂=234 ºC, ΔU=-471 кДж.

9.17 Воздух при давлении р₁=0,45 МПа, расширяясь адиабатно до  0,12 МПа, охлаждается до t2=-45 ºC.

Определить начальную температуру и работу, совершенную 1 кг воздуха.

Ответ: t₁=61 ºC, l=75,3 кДж/кг.

9.18 1 кг воздуха, занимающий объем υ₁=0,0887 м³/кг при р₁=1 МПа, расширяется до 10 – кратного объема.

Получить конечное давление и работу, совершенную воздухом, в изотермическом и адиабатном процессах.

Ответ: 1) T=const; р₂=0,1 МПа; l=204 кДж/кг;

2) dQ=0; р₂=0,04 МПа; l=133,5 кДж/кг.

9.20 0,8 м³ углекислого газа при температуре t₁=20 ºC и давлении р₁=0,7 МПа адиабатно расширяются до трехкратного объема.

Определить конечные параметры р₂ и t₂ и величину полученной работы L (k принять равным 1,28).

Ответ: р₂=0,17 МПа, t₂=-57,6 ºC, L=535,7 кДж.