Контрольная работа n1 по курсу «Термодинамика и теплопередача» (з/о, семестр 3)

Номер варианта Nvar определяется по последней цифре студенческого билета плюс 1.

К примеру: цифра 0- номер варианта=1; 6- номер варианта=7; 9- номер варианта=10.

Номера решаемых задач определяются как {Nvar, Nvar+10, Nvar+20,..… Nvar+70}

Перечень задач: Уравнение состояния

1. Определить абсолютное давление в паровом котле, если манометр показывает (0,2 + 0,02п) МПа, а атмосферное давление равно 755 мм рт. ст.

2. Разрежение в газоходе парового котла, измеряемое тягомером. равно (15 + п) мм вод. ст. Определить абсолютное давление газов, если показание барометра 730 мм рт. ст., и выразить его в МПа.

3. В баллоне емкостью 40 л находится кислород при давлении (100 + п) кгс/см по манометру. Температура кислорода 25 °С, атмосферное давление равно 745 мм рт. ст. Определить массу кислорода и его плотность.

4. Чему равна масса M водорода, кислорода и углекислого газа, если Р_ман = 6 кгс/см²; Р_бар, = 750 мм рт. ст.; t = 100 °С. Объем газа равен (п + 1) м³.

5. В резервуаре емкостью 12 м³ , содержащем в себе воздух для пневматических работ, давление равно 8 атм. по манометру при температуре воздуха 25 °С. После использования части воздуха для работ давление его упало до (3 + 0,1n) атм, а температура — до 17 °С. Определить, сколько кг воздуха израсходовано, если Р_бар = 755 мм рт. ст.

6. Сосуд емкостью V = 10 м³ заполнен углекислым газом. Определить абсолютное давление в сосуде, если масса газа равна (1 + п) кг, а температура равна 27 °С.

7. Поршневой компрессор всасывает в минуту 3 м³ воздуха при t = 17 °С и барометрическом давлении Р_бар= 750 мм рт. ст. и нагнетает его в резервуар, объем которого равен 8,5 м³. За какое время (в мин) компрессор поднимет давление в резервуаре до значения Р = (6+ п) ат, если температура в резервуаре будет оставаться постоянной? Начальное давление в резервуаре было 750 мм рт. ст., а температура равнялась 17°С.

8. Плотность воздуха при нормальных условиях ρ_н = 1,293 кг/м³ . Чему равна плотность воздуха при абсолютном давлении р = (1,5 + n) МПа и температуре t = (20 +n) °С?

9. Дутьевой вентилятор подаст в топку парового котла воздух в количестве 102000 м³/ч при Г = 300 °С и давлении (избыточном) Р_м = 155 мм вод. ст. Барометрическое давление Р_бар =(740+n) мм рт. ст. Определить часовую производительность вентилятора при нормальных условиях Q_н в м3/ч.

10. Определить диаметр воздуховода для подачи (50 + n)*100 кг/ч воздуха при абсолютном давлении 1,15 бар. если температура этого воздуха 22 °С. Скорость воздуха в воздуховоде равна 8 м/с.

11. В сосуде объемом V = 30 л содержится идеальный газ при температуре 0 °С. После того, как часть газа была выпущена наружу, давление в сосуде понизилось на ΔР = 0,78 атм. Считая процесс изотермическим, найти массу выпущенного газа. Плотность газа при нормальных условиях 1,3 г⁄л.

12. Какое количество кислорода было выпущено из баллона емкостью V = 10 л, если при этом показания манометра на баллоне изменились от 14 атм до 7 атм, а температура понизилась от 27 °С до 7 °С?

13. Вывести формулу мольной теплоемкости при постоянном давлении для смеси со следующим составом: СО2 – 10 %, О2 – 20 %, Ν2 – 45 %, Н2 – 5 %, Н2О – 20 %. При выводе использовать зависимость теплоемкости от степеней свободы молекул.

14. В двух сосудах емкостью V1 = 3 л и V2 = 5 л находятся соответственно азот под давлением Р1 = 1 атм и окись углерода под давлением Р2 = 5 атм. Сосуды соединяют тонкой трубкой, объемом которой можно пренебречь. Найти давление смеси, если начальная температура обоих газов равна температуре окружающей среды.

15. Какое давление производит газ на стенки сосуда, если в 1 см3 объема, занятого газом содержится один миллиард молекул, а температура газа равна 17 °С?

16. В сосуде находится смесь m1 = 7 г азота и m2 = 11 г углекислого газа при температуре t = 290 °С и давлении Р = 1 атм. Найти плотность этой смеси, считая газ идеальным.

17. В баллоне объемом V = 7,5 л при температуре t = 300 °С находится смесь идеальных газов: ν1 = 0,1 моля кислорода, и ν2 = 0,2 моля азота и ν1 = 0,3 моля углекислого газа. Считая газы идеальными, найти: а) давление смеси; б) среднюю молярную массу смеси.

18. Газ, получаемый в газогенераторе при высокотемпературной перегонке горючих сланцев, имеет следующий температурный состав: Водород (Н2) – 38 %, окись углерода (СО) – 15 %, метан (СН4) – 18 %, бутан (С4Н10) – 4 %, углекислота (СО2) – 15 %, азот (Ν2) – 9 %, кислород (О2) –1 %. Газ находится при температуре 27 °С и давлении 7 бар в резервуаре объемом 500 м3. Какое количество газа было израсходовано, если давление уменьшилось до 4 бар, а температура – до 17 °С.

19. В камере газотурбинной установки сжигается газ, имеющий следующий объемный состав: метан (СН4) – 94 %, этан (С2Н6) – 1,2 %, пропан (С3Н8) – 0,7 %, бутан (С4Н10) – 0,4%, пентан (С5Н 12) – 0,2 %, углекислота (СО2) – 0,2 %, азот (Ν2) – 3,3 %. Определить кажущуюся молярную массу, удельную газовую постоянную и плотность газа при нормальных физических условиях. Рассчитать диаметр газопровода при часовом расходе газа, равном 1000 м3, если температура газа равна 47 °С, давление 850 мм рт. ст., а скорость газа в газопроводе равна 10 м⁄с.

20. Сколько молекул кислорода содержится в сосуде объемом V=100 см3, если при хаотическом движении со средней квадратичной скоростью υкв = 400 м/с молекулы газа оказывают на стенки сосуда давление Р = 9,8 Н/см2.