4.2 Задачи к четвертому разделу.
4.1. Какое количество теплоты нужно сообщить 1кг углекислого газа, содержащемуся в баллоне вместимостью 0,8 м3, для повышения давления от 0,1 до 0,5 МПа, принимая сv = 838 Дж/(кгхК)?
4.2 .Сколько теплоты нужно сообщить, при постоянном объеме, газовой смеси массой 1 кг, давлением 1,2 МПа и температурой 390°С, чтобы повысить давление до 4 МПа? Удельная теплоемкость смеси cv = 956 Дж/(кгхК).
4.3. К воздуху в баллоне вместимостью 100 л при давлении p1 = 0,3 МПа и температуре t1 = 15° С подводится теплота в количестве 148,8 кДж. Найти конечные температуру и давление воздуха в баллоне, если удельная теплоемкость сv - 752 Дж/(кгхК).
4.4. В пусковом баллоне дизеля находится воздух под давлением р1 =2,4МПа и при температуре Т1 = 500 К. Найти давление в баллоне при охлаждении воздуха в нем до 15° С и количество выделенной при этом теплоты, если вместимость баллона 0,5 м3, а удельная теплоемкость сv = 726 Дж/(кгхК).
4.5. Найти, какая часть теплоты подведенной в изобарном процессе к двух атомному газу, расходуется на увеличение его внутренней энергии.
4.6. Азот массой 0,5 кг расширяется по изобаре при давлении 0,3 МПа так, что температура его повышается от 100 до 300° С. Найти конечный объем азота, совершенную им работу и подведенную теплоту.
4.7. Воздуху сообщается 42 кДж теплоты при постоянном давлении. Найти совершенную при этом работу, если сp = const.
4.8. Воздух объемом 3 м3 при температуре 10°С расширяется изобарно с увеличением объема в 1,5 раза вследствие подвода к нему 630 кДж теплоты. Найти давление, при котором происходит процесс расширения, и совершенную при этом работу, если сP = const.
4.9. Воздух при начальных условиях V1= 0,05 м3, Т1= 850 К яр = 3 МПа расширяется при постоянном давлении до объема V2 — 0,1 м3. Найти конечную температуру, подведенную теплоту, изменение внутренней энергии и работу изменения в процессе.
4.10. Газы, двигаясь по дымовой трубе при постоянном давлении, охлаждаются от 350 до 294°С. Найти, во сколько раз площадь верхнего отверстия трубы должна быть меньше площади нижнего отверстия при сохранении одинаковой скорости газов в ней.
4.11. Подача воздуха компрессором 1,5 м3/мин при давлением 0,8 МПа и температуре 207°С. Для охлаждения сжатый воздух проходит при постоянном давлении трубчатый водяной холодильник, при выходе из которого он имеет температуру 47°С. Найти массовый расход охлаждающей воды, если при входе в холодильник она имеет температуру 12°С, а при выходе 28°С. Теплоемкость воздуха Ср =1,013 кДж/(кгхК), теплоемкость воды 4,19 кДж/(кгхК).
4.12.Определить количество тепла подведенного к газу, находящемуся в металлическом болоне, чтобы восстановить первоначальное давление после выпуска 20% газа. Температура после выпуска осталась прежней. (cv= 0,7 кДж/(кгхК), R = 0,25 кДжУ(кгхК))
4.13. Определить тепло подведенное в изохорном процессе. Параметры процесса следующие: t1 = 20°, t2 = 73°С, V = 0,2м3, ризб = 2ат, ра= 700мм.рт.ст., μ = 32кг/кмоль.
4.14. Определить давление в начале и конце изотермического процесса и тепло подведенное к газу. Параметры состояния газа: t = 50°С, V1 = 2м3, V2 = Зм3, масса газа m = 1,2кг, μ = 25кг/кмоль.
4.15. Определить показатель политропы в термодинамическом процессе при следующих термодинамических параметрах в начале и в конце процесса: pi = 5ат, р2 = 1,5ат, v = 0,2м3/кг, t2= 30°C, R = 0,3 кДж/(кгхК).
4.16. Изменение энтальпии в изобарном процессе ai = 120 кДж/кг. Определить работу и изменение внутренней энергии в процессе. Масса газа 1кг. Рабочее тело одноатомный газ (μ=25кг/кмоль), теплоемкость постоянна.
4.17. Воздух, объемом 0,2 м3 и давлением 0,2 Мпа, подогревается в цилиндре диаметром 0,5 м от 18СС до 182°С при постоянном давлении. Найти работу расширения воздуха, расстояние, на которое передвинется поршень в цилиндре и подведенное тепло.
4.18. В компрессоре сжимается воздух массой 2кг при постоянной температуре 200°С от p1 - 0,1 МПа до р2 = 2,5 МПа. Найти массу воды т,, необходимую для охлаждения сжимаемого воздуха, если начальная температура воды 15°С, а конечная 50° С, удельная теплоемкость воды сv = 4,19 кДж/(кгхК).