Белозеров В.И., Чусов И.А. Сборник задач по курсу Техническая термодинамика
.pdf3.17. Оnределить к.11.д. двнr-ател11 автомобил11 мощностью 44 кВт nри расходе тоnлива |
3.13. Генератор, которы!l отдает в сеть ток силоll 225 |
А при наnр11женни 110 В, прив о |
|||||||||||||
дится в движение двигателем внутреннего сгоранн11. К.п.д. генератора равен 0,95.Оnре |
|||||||||||||||
7,4 кг/ч. Теnлоту сгоранн11 тоnлива nринить равной (fм=40 МДж!кг. |
|
||||||||||||||
|
делить к.п д. двнгател•. если он потребл11ет в час 7 кг тоnлива, имеющего теnлотворную |
||||||||||||||
3.18. Состо1111ие газа nод nорwнем оnредслаетс11 точкой 1 на рис. 3. Газ nереводнтс• |
в |
||||||||||||||
способность 42300 кДж/кг. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
состоикие 2 один раз по nyrн 1-+а-+2 н второll по nyrн 1-+б-+2. Определить, будуr ли |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
3.24. Для испарениJI |
р1)'ТН необходимо подвести 293. кДж/кг теnла, а удельные объемы |
||||||||||||||
отлнчаn.си в этих nроцессахколичества nодведенной |
н отведенно!l теnлоты, если да, |
то |
|||||||||||||
жидкой ртуrн н ее |
пара |
при |
темnерат у р е |
кнпенн1 1, |
соответственно, равны |
||||||||||
на сколько. Известно, что давленюr в точках 1 н 2 равны 0,1 н 0,5 Мпа, соответственно, а |
|||||||||||||||
0,0798•10.. м3/кг н 0,0756 |
м3/кг. Какова работа расширеннJI н увеличение: внутренне!! |
||||||||||||||
изменение объема V1-V,-=0,5 м3. |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
энергии 1 кг p'ryrн, испарисмой nри nо.."''Оянном внешнем давлении 3,98? |
||||||||||||
|
р |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
а |
-r |
- - |
|
-- |
|
3.25. До какого давления следует зарижать nycкoвoll баллон двн |
гател11 внутреннего сго |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
------ - ---- |
-- -2 |
|
рании продуктами сгорания нз цилиндра двнr-ателя, если те.,.псратура в баллоне при за |
||||||||||
|
|
|
|
-- |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
р11Дке 420 К, а после |
о с тванииы |
до темn..:ратуры 288 К давление должно быть 32 бар? |
||||||
|
|
|
|
_.... |
|
|
Определить ко.1ичество теnла, тернемое га;1амн nри охлаждении, если объем баллона |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
---------------------- |
|||||||||||||
|
|
|
|
u |
v |
|
90 л, теnло емко сть пр одук то1 1 |
сгорания с.= 0,732 кДж/(кrеКГВЗОВВ), |
II постоянна |
||||||
|
|
|
|
|
R = 280 Дж/(кг•К). |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Рис. 3 |
|
|
3.26. В калориметрической бомбе емкостью 300 см3, заполненно!! кислородом при дав |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
лении 25 бар н температуре 20 °С, сгорает 0,3 г топлива, имеющего теnлотворную спо |
3.19. Какова стоимость энергии, необходимо!! дла того, чтобы nоднять- 2 т оборудованна |
||||||||||||||||
|
|
!l |
_ башни 516 м, если |
цена |
: электроэнергии составлист |
|||||||||||
на вершину телевизнонно |
|
|
|
|
|
.д. подъемного крана 11 = |
||||||||||
4 коn (кВтечас) (по цен |
до криминально!! революции), а к.п |
|
||||||||||||||
/ |
ам |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,86? |
|
|
|
сжимает 100 кг/ч азота. При ежатин |
:энтальnна азота |
|||||||||||
3.20. Центробежны!! комnрессор |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
увеличивается до 200 кДж/кг. |
Какова должна быть мощность привода компрессора. если |
|||||||||||||||
теnлообменом |
с окружающе!l cpeдoll н. измененнем кннетическо!l н |
потенциальной |
||||||||||||||
:энергии сжимаемого азота пренебречь? |
|
|
|
:этом внутренняя |
:энергии |
|||||||||||
3.21. На сжатие 3 кг метана затрачено 800 кДж работы, при |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, nодводнтси оно |
|||||
газа увеличилась на 595 кДж. Определить колнчес1110 теnла н указать |
|
|
|
|
||||||||||||
или отво дитси; определить изменение температуры |
н зитальпни газа |
, если |
мольна11 теп |
|||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
лоемкость метана при пОстоиином объеме равна 26,48 кДж!(кмоль•град). |
|
|
|
20; |
мм н |
|||||||||||
3.22. Определить изменение внутренней :энергии стального стержни диаметром |
||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||
длиной 200 мм, нагрУженного |
постоииной растагнваю |
wей силой 0,3 МН, |
при изменении |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
стали |
1 ,3•1о·'град |
|||||||||
его темnературы отО до 20°С. |
Коэффициент линейного расширенна |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
·•, |
|
теnлоомкость 0,46 кДжl(кrеК), nлотность 7800 кг/м3. Работой стержня против |
сил атмо |
|||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
сферного дааленНIIпренебречь. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
собность 25100 кдж/кг. Определить повышение давлениJr н темnературу в конце cгopa |
|||
HHJI, nренебреГВIIтеnлоотдачей к стенкам бомбы. |
|
|
|
3.27. Шароборазный газгольдер диаметром 8 м заполнен природным газом (метаном) |
|||
при давлении 1,5 бар и температуре О 0С. Оnределить повышение давлении в газгольде |
|||
ре н изменение внутренней:энергии газа, когда в результате нагрева солнечными лучами |
|||
температура газа nовысится до 293 К. Изв е с тВJIн мольнВJI теnлоемкость метана nри по |
|||
стояннvм д'lаленни <;. = 34,7 кДжi(кмоль К). |
|
|
|
3.28. Избыточное давле ; не водорода, нахоДJrщегоса в баллоне е_мкостью 40 л, в резуль |
|||
тате вагРс: ванна баллона повысилось с 140,3 бар до 15,2 мria. Определить ко.1ичество |
|||
тепла, полученное водородом и изменение его температуры, внутренней :энергии и эн |
|||
тальпнн, еслн начальнВJI температура 17 °С, теnлоемкость<;.= 0,732 (кг•К). |
Баро- |
||
метрическое давление 743 мм рт. ст. |
. |
|
|
3.29. В· цилиндре двнгателJI |
автомобиля "Волга" к концу хода сжатн бо |
ч й |
|
|
|||
смеси составлает 109 см3, температура 327 °С, |
дШ:Ление 13 бар. Определить теоретиче |
||
скую температуру и двв.ление после сгорания смеси, счнТВII, что горение происходит |
|||
мгновенно, а физические свойства смеси такие же, как у воздуха. Количество сгорающе |
|||
го тоnлива 19 мг, его теплотоорна" способность 43800 кДж/кг. |
|
-22- |
-23- |
S.....- = 0,933- O,S23n
1,41-n
которое решаем графически или другим методом, nодходJ щим дли решенн11 трансцен денmых уравнениR. Оnределив nоказатель политроnы, равныА n = 1.105, находим
|
I)Ia |
|
|
1 |
0 -IYIIO |
= 353 |
к. |
т2 = T1(P2/PI)(• |
= |
303 (5 |
tli1 |
|
|||
|
|
|
|
||||
V1"' V1 (Р1/Р2)11" |
= 1,3(1/5)111 105 = 0,302 л. |
|
6.1.В закрытом сосуде объемом 0,8 м3 находите• двуокись углерода nри Р1=2.2 МПа н t=20 °С. Газу сообщаете• Qv=4600кДж теnлоты. Овределить температуру н давление двуокиси углерода в ко1ще nроцесса.
6.2.В газгальдере объемом 15 мJ наход11теи метан nри Р1=О.8 МПа н t = 10 °С. Из-за сол
нечно!! раднации темnература газа в течение дня nовысилась на t=\5 К. Как возросло дамекие газа в газгальдере н какое количество теплоты восnринял газ?
6.3. В цилиндре карбюраторного двнгате. х внутреннего сгорания nосле сжаmи горючеll смеси дамение Р1=1,5 Mfla и темnература t1=365 °С. В этот момент смесь nоджигаете• nри nомощи электрическоll свечи, после чего nроисходит очень быстрыR процесс горе """· протекающий nракmческн nри nосто•нном объеме. Оnределить давление н те..ше ра1)1)У в конце npouecca, условно за."..ения nроцесс горении смеси обратимым изохорным nроцессом, а котором к рабочему телу nодводите• теnлота q = 480 кДж/кг. Рабочее тело при этом считать обладающим своllствами во:щу.ха. 6.4. В закрытом сосуде объемом 6 м3 находите• сериистыА ангндрнд nри дамении р1=(),2 МПа н температуре t1=37 °С. Газ нагреваете• до тех пор, nока давление не стано витса равным 0,9 МПа. Оnределить параметры газа в конце nроцесса н количество nод веденноll теnлоты. 6.5. Азот в количестве 10 м3 (приведенныR к нормальным условн11м) заключили в герме тически закрыты!! д и нагрели до тем11ературы 11=1450 °С. Давление Р1 nри этом стало равным 3,8 МПа. Затем газ охладили до температуры t2:47 °С. Каким стало давле ние после охлаждении 11 сколько теnла отведено? 6.6. Дn• измерени• расхода азота в трубопровод диаметром 100 мм поставлен электриче скиR.нагреватель мощностью 500 Вт (рнс.6.1 ). Про.ходJI нагреватель. темnература азота nовышаете• на t=3 °С. Кdков массовы!! расход G, кг/ч, если U-образный манометр, ус- таноменныR на трубопроводе, показывает разрежение h=200 мм рт. ст.; а барометр -
дамекие В=750 мм рт. ст. Какова средняи по сечению скорость азота за нагревателем, |
||
если термометр за нагревателем показывает t1=65 °С? |
||
6.7. В трубках воздухо11одогреватели парагенератора nротекает воздух (приведенныi! к |
||
нормальным услови1м) в количестве V.=11000м3/ч. Его-rемпература на выходе t1:45°C. |
||
Определить работу расширенИ11 воздуха, которую он совершает в течение\ ч. Процес |
||
подогрева воздуха считать изобарным, происходJщим при Р..,..=О,1 МПа. Потерими теп |
||
лоты пренебречь. |
||
6.8. В цилиндре, nлощадь поперечного сечении которого равна 1 дм2, под поршнем на |
||
ходитех У2 кмолх азота при t1=63 °С. Поршень находнтеи под постоанноli внешней на |
||
грузкой F=2 кН. Газу извне сообщаетсх rеnлотв Q={j300 кДж,вследствие чего он расшн |
||
риетс11, отодвига11поршень. Определить параметры Р, v, t в конце процесса, изменение |
||
внутренне!! энергии U•. изменение зитальпни Н н работу расшнрени• /, совершенную |
||
газом. |
||
6.9. В среде при атмосферном дамении В=0,1 МПа находитех цилиндр с подвижным |
||
поршнем днаметром d=IO см.. Под nоршнем заключено 2 кг сероводорода при t1=t>O uc. |
||
На поршень положен груз маесод mrp=300 кг. Газ нагреваете• и получает 460 кДж теn |
||
лоты. Определить параметры газа в конце равновесного процесса, изменение энтальпин, |
||
внутре1шей энергии н работу расширении. |
||
6.10. Окись углерода с приведеиным к нормальным услови•м·объемом V"=0,5 м3 имеет |
||
параметры Р1=2,5 МПа н t1=350°C. В изотермическом nроцессе к газу nодводитех теnло |
||
тв Q=85 кДж. Найти параметры начального и конечного COCТO:IHIOI, работу расширенна, |
||
изменение внутренне!! энергии н энтальпни. |
||
6.11. Во сколько раз изменитех абсолютное значение работы и:ютермичекого сжатюt |
||
1 кг идеального газа, имеющего температуру t, К н даме11ие Р1=0,1 МПа, а в других уве |
||
лнчиваетсх в 10, 100 н 1000раз? |
||
6.11. Азот с приведеиным к нормальным условиим объемом V.=3,5 м3 находитси в пер |
||
воначальном состо•ни.и при Р1=0,11 МПа н t1=25°C. Его подвергают изотермическому |
||
сжатию до давлении Р1=2,4 МПа. Наi!ти удельные объемы в начальном и' конечном |
||
стохннJV<, работу, затраченную на сжатие, и теnлоту, отведенную от газа. |
||
6.1). |
Воздух в количестве 20 кг, при темnературе 2011С изотермически сжимаете• до тех |
|
пор, |
||
пока еп> даменне не становите• равным 3,65 МПа. Ив сжатие затрачиваете• рабоn |
||
L=-1,5 МДж. Найти начмьные давлении н объем, конечны/1 объем н теnлоту, отведен |
||
ную от воздуха. |
-38- |
-39- |
|