Технічна термодинаміка та теплові процеси технології будівельних матеріалів (стр. 13 из 15)
83. До якої температури потрібно нагріти газ при V = const, якщо вихідний тиск 0,2МПа, температура 200С, а кінцевий тиск 0,5МПа?
Відповідь: до 459,50С
84. Посудина ємністю 90л міститься повітря при тиску 0,8 МПа і температурі 300С. Визначити кількість теплоти, яку необхідно надати повітрю, щоб підвищити його тиск приV = const до 1,6МПа. Залежність теплоємності від температури нелінійна.
Відповідь: Q = 184,8 кДж
85. До якої температури необхідно охолодити 0,8м3 повітря із початковим тиском 0,3МПа і температурою 150С, щоб тиск при сталому об’ємі впав до 0,1МПа? Яку кількість теплоти необхідно для цього відвести? Теплоємність повітря вважати сталою.
Відповідь: до - 1770С, Q = - 402 кДж
86. Посудина з киснем місткістю 60л перебуває під тиском 12,5МПа. Визначити кінцевий тиск кисню, кількість наданої йому теплоти, якщо початкова температура 100С, а кінцева 300С, теплоємність кисню вважати сталою.
Відповідь: 13,4 МПа, Q = 133 кДж
87. Для системи повітряного опалення зовнішнє повітря при t1=
150С підігрівається в калорифері при р = const до 600С. Яку кількість теплоти необхідно витратити для підігріву 1000м3 зовнішнього повітря? Теплоємність повітря вважати сталою. Тиск повітря дорівнює 101325Па.
Відповідь: 103МДж
88. Топ очні гази проходять через підігрівач повітря. Початкова температура газів 3000С, кінцева 1600С, витрата газів 1000кг/год. Початкова температура повітря складає 150С, витрати його - 910 кг/год. Визначити температуру нагрітого повітря, якщо втрати підігрівача складають 4%. Середня теплоємність газів і повітря і дорівнює відповідно 1,0467 і 1,0048 кДж/ (кг·К).
Відповідь: 168,90С
89. Повітря, яке виходить із компресора при температурі 1900С, охолоджується при сталому тиску 0,5МПа до температури 200С. З такими параметрами продуктивність компресора складає 30м3/год. Визначити годинні витрати води охолодження, якщо вона підігрівається на 100С.
Відповідь: 733 л/год
90. Повітря масою 5 кг при р = 0,5МПа і t = 300С розширюється ізотермічно у 5 разів. Визначити роботу, яку здійснює газ, кінцевий тиск і кількість теплоти, яка передана газу.
Відповідь: р = 0,1МПа, L = Q = 70 кДж
91. Повітря при р = 0,1МПа і t = 270С стискується в компресорі до 3,5МПа. Визначити роботу L на стискання 100 кг повітря, якщо процес ізотермічний.
Відповідь: L = - 30576 кДж
92. Вихідний стан газу характеризують параметри: р1 = 1МПа, V1 = 0,5м3. Побудувати ізотерму розширення.
93. Вихідний стан газу характеризують параметри: р1= 0,05МПа, V1 = 1,5м3. Побудувати ізотерму стискання.
94. Повітря при тиску 0,45МПа розширюється адіабатно до 0,12МПа і охолоджується до t = - 450С. Визначити початкову температуру та роботу, яку здійснює 1 кг повітря.
Відповідь: 610С, l = 75,3 кДж/кг
95.1 кг повітря має об’єм V = 0,0887 м3/кг при р = 1 МПа, розширюється в 10 разів. Підрахувати кінцевий тиск і роботу, яку здійснює повітря в ізотермічному та адіабатному процесах.
Відповідь:
1)T=const, p=0,1МПа, l = 204кДж/моль
2) dQ=0, p=0,04МПа, l = 133,5кДж/моль
96. Повітря при температурі 250С адіабатно охолоджується до температури - 550С, тиск при цьому падає до 0,1МПа. Визначити початковий тиск і роботу розширення 1 кг повітря.
Відповідь: р = 0,3МПа, l = 57,4 кДж/кг
97.0,8м3 диоксиду вуглецю від t = 200С і р = 0,7МПа адіабатно розширюється в 3 рази. Визначити кінцеві тиск, температуру, величину роботи.
Відповідь: р = 0,17МПа, t = - 57,60С, l = 535,7 кДж
98. В балоні міститься 100 л повітря при тиску 5МПа, температурі 200С. Тиск навколишнього повітря 0,1МПа. Визначити роботу розширення повітря до тиску навколишнього середовища в ізотермічному і адіабатному режимах. Знайти мінімальну температуру, яку набуде повітря в балоні, якщо відкрити вентиль і випустити повітря, поки тиск не зрівняється із зовнішнім тиском за умов відсутності теплообміну із оточуючим середовищем.
Відповідь:
1) l = 1466 кДж,
2) l = 68,64 кДж
tmin = - 1770С
99. В циліндрі двигуна газова суміш перебуває при р = 0,1МПа, t= 500С. Об’єм камери стискання складає 16% від об’єму, де рухається поршень. Визначити кінцеві тиск, температуру газової суміші при адіабатному стисканні. Показник адіабати дорівнює 1,38.
Відповідь: р = 1,54МПа, t = 4120С
100.2кг повітря при t=150С і р=0,1МПа адіабатно стискується в циліндрі компресора до тиску 0,7МПа. Визначити кінцеві температуру стисненого повітря і роботу на стискання.
Відповідь: t = 2290С, l = - 307,1 кДж
101. Із посудини, яка містить диоксид вуглецю під тиском 1,2МПа і температурі 200С витікає 2/3 місткості. Підрахувати кінцевий тиск, температуру за умов відсутності теплообміну із зовнішнім середовищем. (К = 1,28)
Відповідь: р =0,29МПа, t = - 57,60С
102. Повітря при температурі 200С необхідно охолодити шляхом адіабатного розширення до температури - 600С. Кінцевий тиск повітря повинен скласти 0,1МПа. Визначити початковий тиск повітря і питому роботу розширення.
Відповідь: р =0,3МПа, l = 57,8 кДж/кг
103.1,5 кг повітря стискується політропно від р1 = 0,09МПа, t1=180С до р2 = 1МПа, температура внаслідок чого зростає до t1=1250С. Визначити показник політропи, кінцевий об’єм, витрачену роботу та кількість відведеної теплоти.
Відповідь: m=1,149, V=0,171м3, L =-309,2 кДж,
Q=-195,4кДж
104. Повітря об’ємом 3м3 розширюється політропно від р1=0,54МПа, t1=450С до р2 = 0,15МПа. Об’єм збільшується до 10м3. Знайти показник політропи, кінцеву температуру, отриману роботу та кількість підведеної теплоти.
Відповідь: m=1,064, t=21,40С, L =1875 кДж,
Q=1575кДж
105. В циліндрі двигуна з ізобарним підведенням теплоти стискається повітря по політропі (m = 1,33). Визначити температуру та тиск повітря в кінці стискання, якщо його ступінь дорівнює 14, температура 770С, тиск 0,1МПа.
Відповідь: р2 =3,39МПа, t2 = 5640С
106.5м3 повітря під тиском 0,4МПа температурі 600С розширюється по політропі до трьохкратного об’єму і тиску 0,1МПа. Визначити показник політропи, роботу розширення, кількість підведеної зовні теплоти та зміну внутрішньої енергії.
Відповідь: m=1,26, L =1923 кДж, 
=-1250,6кДж
Q=+673,4кДж
107. В процесі політ ропного стискання витрачається робота в кількості 195 кДж. В одному випадку від газу відводиться 250кДж, в другому - до газу підводиться 42 кДж. Визначити показники політроп.
Відповідь:
1)m=0,9,2) m=1,49
108. Пальне в циліндрі двигуна характеризується параметрами t=1000С, р = 0,09МПа. Воно стискується політропно (m=1,33). Визначити кінцевий тиск, ступінь стискання в момент досягнення температури 4000С.
Відповідь: ε = 5,9, р = 0,95МПа
109. Повітря розширюється політропно, здійснюючи роботу 270кДж. В одному випадку йому надається 420кДж теплоти, в другому - від нього відводиться 92кДж теплоти. Визначити показники політропи.
Відповідь:
1)m=0,78,2) m=1,88
110.20м3 повітря під тиском 0,1МПа, температурі 180С стискається політропно до тиску 0,8МПа з показником політропи m = 1,25. Яку роботу необхідно витратити для отримання 1м3 стисненого повітря і яка кількість теплоти відводиться при стисканні?
Відповідь: L =-1078 кДж/м3,Q=-1548кДж
111. Дослідити політропні процеси стискання, якщо показники їх m=0,9 і m=1,1. Величина К складає 1,4.
112. Визначити, чи є процес стискання газу політропним, для якого параметри трьох точок мають такі значення: р1 = 0,12МПа, t1 = 300С, р2 = 0,36МПа, t2 = 910С, р3 = 0,54МПа, t3 = 1160С.
Відповідь: так, m = 1,2
113. В газовому двигуні політропно стискується пальне (R=340Дж/ (кг·К)) до температури 4500С. Початкові параметри суміші р1 = 0,09МПа, t1 = 800С. Показник політропи m = 1,35. Визначити роботу стискання та ступінь стискання.
Відповідь: ε = 7,82, L =-360 кДж/кг
114. Визначити ентропію азоту (m = 6,4кг, р = 0,5МПа, t=3000С). Теплоємність приймати сталою.
Відповідь: S = 1,94 кДж/К
115.1 кг повітря стискується адіабатно так, що об’єм його зменшується в 6 разів, потім при V=const тиск підвищується в 1,5 разів. Визначити загальну зміну ентропії повітря. Теплоємність вважати сталою.
Відповідь:
116. Визначити приріст ентропії 3 кг повітря: а) при нагріванні ізобарно від 00 до 4000С, б) при нагріванні ізохорно від 00 до 8800С, в) при ізотермічному розширенні із збільшенням об’єму в 16 разів. Теплоємність вважати сталою.
Відповідь:
117.1 кг повітря стискується політропно від 0,1МПа і 200С до 0,8МПа при m = 1,2. Визначити кінцеву температуру, зміну ентропії, кількість відведеної теплоти і витрачену роботу.
Відповідь:
, t=1410С,q=-87,1кДж/кг, l = - 173 кДж/кг
118. Відносна величина шкідливого простору одноступінчастого компресора дорівнює 5%. Тиск підсмоктаного повітря 0,1Ма. Визначити, за яким граничним тиском нагнітання продуктивність компресора становить нулю. Процес розширення повітря, що перебуває у шкідливому просторі і процес стискання повітря рахувати адіабатними.