24

ЗАДАЧІ З ТЕОРЕТИЧНИХ ОСНОВ ТЕПЛОТЕХНІКИ ДЛЯ ВСТУПНОГО ТЕСТУВАННЯ ДО ІФНТУНГ У 2009 Р.

Розділ 1

Яка термодинамічна система називається ізольованою?

Система, в якій відсутній обмін з іншими системами

Що називається термодинамічною системою?

1. Частина всесвіту виділена для дослідження;

2. Cукупність тіл (чи тіло), які можуть енергетично взаємодіяти між собою і з іншими тілами, а також обмінюватися з ними речовиною

Назвіть термічні параметри стану:

Абсолютний тиск-P,абсолютна температура-T, (питомий) об’єм-V(𝑣)

Назвіть калоричні параметри стану:

Ентальпія- І(Н), ентропія-S,внутрішня енергія-U, теплоємність-С -?

Фізичний зміст універсальної газової сталої:

Чисельно рівна роботі ізобарного розширення одного (кіло)моля ідеального газу підчас нагрівання його на 1

Чому дорівнює питома газова стала для кисню?

8314/32=259,8 Дж/кг*К

Який буде абсолютний тиск газу в резервуарі, якщо його надлишковий тиск 40656,5 Па а барометричний тиск складає 745 мм.рт.ст.

40656,5+745*133,32=139979,9

Який об’єм займає 1 кг повітря за нормальних фізичних умов?

V=mRT/p=1*8314*273/(29*101325)=0.772

Яка густина азоту за нормальних умов?

1.25

Визначити густину діоксиду вуглецю при тиску 101325 Па і температурі 0 ⁰C.

1.96

При яких умовах абсолютна температура може бути від’ємною?

Неможливо

В балоні міститься кисень масою 2 кг при тиску 8,3 МПа і температурі 18 ⁰С. Обчислити об’єм балона.

0,0182

Повітря масою 19,395 кг займає об’єм 15 м³. Чому дорівнює його питомий об’єм?

0,77

Визначити абсолютний тиск пари в конденсаторі, якщо покази вакуумметра 620 мм.рт.ст., а барометричний тиск становить 97309 Па при цій же температурі.

На скільки відрізняється питома газова стала водню від питомої газової сталої кисню?

3897,2

Із резервуару об’ємом 0,5 м³ в якому знаходиться кисень при абсолютному тиску 2,5 МПа і температурі 35 ⁰С, випущено частину газу. Тиск в балоні знизився до 15 бар, а температура до 20 ⁰С. Скільки випущено газу?

5,77 кг

Чому дорівнює молярна маса газу, якщо в посудині місткістю 1л при температурі 15 і тиску 0,2 МПа міститься 2,07 г газу?

24,78

273 м³ ідеального газу нагрівається при сталому тиску від 546 до 547 К. Визначити на скільки зміниться об’єм газу.

0,5 м³

0,37·10^-3 кг газоподібної органічної речовини при температурі 400 К і абсолютним тиском 0,0958 МПа займають об’єм 292·10^-6 м³. Встановіть хімічну формулу речовини.

М=44 або СО₂

Резервуар ємністю 4 м³ наповнений діоксидом вуглецю (СО₂). Обчислити масу газу, якщо надлишковий тиск газу в резервуарі 40 кПа, температура 80 ⁰С, а барометричний тиск дорівнює 102,4 кПа.

8,54 кг

В балоні масою 117 кг і місткістю 100 л знаходиться кисень при температурі 20 ⁰С. Визначити абсолютний тиск кисню в балоні, якщо маса порожнього балону 102 кг.

89,07 МПа

Обчислити масу випущеного повітря із балона, якщо місткість балона 200 л, початковий абсолютний тиск в балоні 2,26 МПа, кінцевий абсолютний тиск 1,86 МПа. Початкова температура t₁ = 99 ^оС.

0,75 кг

Визначити масу кисню в балоні об’ємом 56 л, якщо при 20 ⁰C надлишковий тиск дорівнює 1,1 МПа, а атмосферний 740 мм.рт.ст..

0,88 кг

При автогенному різанні металу витрачається кисень із балона місткістю 50 л. Початкові абсолютний тиск кисню 12 МПа і температура 27 ⁰C, кінцеві абсолютний тиск 6 МПа і температура 17 ⁰C. Визначити витрату кисню.

3,72

В закритій посудині міститься повітря під абсолютним тиском 750 мм.рт.ст. і при температурі t₁ = 20 ⁰C. На скільки знизиться тиск в посудині, якщо його охолодити до t₂ = -30 ⁰C.

3412,63 Па=25,6 мм.рт.ст

В резервуарі об’ємом 1 м³ міститься повітря при абсолютному тиску 0,5 МПа і температурі 20 ^оС. Обчислити масу повітря:

5,95 кг

Два кисневих балони однакового об’єму сполучені між собою трубою. Вичисліть абсолютний тиск який встановиться в обох балонах при t = 26 , якщо до сполучення параметри газу в першому балоні були р₁ = 5 МПа і t₁ = 30 , а в другому р₂ = 8,0 МПа і t₂ = 20

6,55 МПа

Яка кількість електричних ламп може бути заповнена азотом, який міститься в балоні об’ємом 4 м³ при абсолютному тиску 1 МПа і температурі t = 15 ⁰С, якщо в колбі повинен бути абсолютний тиск p = 900 мм.рт.ст., при t =25 ⁰С, а об’єм колби V = 100 см³.

344941,9

Розділ 2

Чому дорівнює масова ізохорна теплоємність повітря у випадку незалежності її від температури?

С_𝑣=R/29(1.4-1)=716,72 R=1.4 ???

На скільки відрізняється масова теплоємність при сталому тиску від теплоємності при сталому об’ємі для аміаку?

489,06

Чому дорівнює середня молярна маса газової суміші з таким об’ємним складом ?

29,74

В якому термодинамічному процесі з участю ідеального газу теплоємність дорівнює нулю?

адіабатний

Чому дорівнює газова стала суміші з таким масовим складом ?

279,56

Яке рівняння найточніше опише залежність теплоємності від температури для NH₃ в інтервалі температур 0-1000 ⁰С?

Як змінюється показник адіабати при збільшенні атомності газу?

зменшується

Як можна обчислити масову теплоємність ідеального газу при сталому тиску нехтуючи залежністю її від температури?

Сp=KR/K-1

Від 5 кг газу відведено 5 кДж теплоти. На скільки змінилась температура газу, якщо його середня масова теплоємність складає 0,5 кДж/(кгК)?

2 К

Визначити питомий об’єм суміші за нормальних фізичних умов, якщо заданий її масовий склад: 7 % N₂; 8 % Н₂; 70 % СН₄; 5 % СО; і 10 % СО₂.

2,02

Генераторний газ має наступний масовий склад: Н₂ = 7,0 %; СН₄ = 2,0 %; СО = 27,6 %; СО₂ = 4,8 %; N₂ = 58,6 %. Визначити середню молекулярну масу суміші.

14,68

Повітря має такий об’ємний склад: 20,9 % кисню, 79,1 % азоту. Обчислити густину повітря за нормальних умов.

1,287

Обчислити молярну масу суміші, яка складається із 5 кг СО₂ і 3 кг Н₂О.

28,54

Обчислити питому газову сталу суміші, яка складається із азоту з парціальним об’ємом 0,4 м³ і кисню, парціальний об’єм якого 0,2 м³.

29,33

Визначити молярну масу сухого повітря, якщо відомий його об’ємний склад – 21 % O₂ і 79 % N₂.

28,84

Чому дорівнює сума парціальних об’ємів газової суміші?

Об’єму суміші

Перелічіть види теплоємності в залежності від температури

Істинна,середня

Назвіть види теплоємності в залежності від термодинамічного процесу

Ізобарна,ізохорна…..???

У скільки разів теплоємність при сталому тиску більша за теплоємність при сталому об’ємі для кисню?

В 1,4 рази

Газова суміш складається із діоксиду вуглецю, азоту, кисню, маси яких відповідно такі : 2 кг, 1 кг і 0,5 кг. Обчислити густину суміші при температурі 27 ⁰С і тиску 147 кПа.

2,13

До якого тиску слід стиснути суміш масою 8 кг, що складається із 18 % СО₂, 12 % О₂, 70 % N₂ по масі, щоб при температурі 180 ⁰С вона займала об’єм 4 м³.

158,91 КПа або 0,16 МПа

До газової суміші входить 11,1 %мас. водню і 89,9 %мас. кисню. Який її об’ємний склад?

H₂=66,4% О₂=33,6%

Визначити питому газову сталу гримучого газу, який складається із 11,1 %мас. водню і 89,9 %мас. кисню:

695,15

Визначити густину газової суміші за нормальних умов з таким об’ємним складом

0,143

Генераторний газ має наступний об’ємний склад, % об.: Н₂ = 5,0; СН₄ = 3,0; СО = 28,6; СО₂ = 5,8; N₂ = 57,6. Визначити масову частку СО:

29,37% або 0,2937

Об’ємний склад сухих продуктів згоряння палива (які не вміщують водяних парів) наступний: СО₂=12,3%; О₂=7,2%; N₂=80,5%. Визначити їх густину за нормальних умов.

1,35

Аналіз продуктів згоряння палива показав наступний їх об’ємний склад: . Визначити масовий відсоток азоту.

74,36%

Визначити питому газову постійну суміші, якщо об’ємний склад суміші СО₂ =12 %; СО =1 %; N₂ = 74 %; Н₂ = 13

313,26

Визначити молярну частку водяної пари, якщо масовий склад суміші наступний: СО₂ = 12 %; СО = 1 %; Н₂О = 6 %; О₂ = 7 %; N₂ = 74 %.

0,365 або 3,65%

Аналіз продуктів згоряння палива показав наступний їх об’ємний склад: . Визначити масову частку кисню.

0,0861 або 8,61%

Визначити газову постійну суміші газів, яка складається з 1 м³ генераторного газу і 1,5 м³ повітря, взятих за нормальних умов. Густину генераторного газу прийняти рівною 1,2 кг/м³.

295,28

Суміш містить 2,0 кг кисню і 8,0 кг водню. Чому дорівнює об’ємний склад суміші?

О₂=0,0154=1,54% Н₂=0,984=9,84%

Знайти масу газової суміші, яка міститься кулястому газгольдері діаметром 5 м, якщо надлишковий тиск суміші р_н = 0,1 МПа, а барометричний тиск р_б = 750 мм.рт.ст., температура навколишнього середовища 20 ⁰С. Склад газової суміші в % об.: .

57,68

Гасова лампа спалює за годину 0,3 кг гасу, при цьому витрачається 5 кг повітря. Питома газова стала продуктів згорання, які утворюються при згорянні гасу, 287 . Температура продуктів згоряння 380 ⁰C. Визначити об’єм продуктів згорання, які утворюються в лампі за годину, якщо барометричний тиск 101328 Па.

Молярна маса керосину ?

Визначити газову постійну суміші, що складається із 20 масових часток повітря і 1 масової частки світильного газу. Густина світильного газу при 0 ⁰C і 101325 Па дорівнює 0,52 кг/м³.

693,13

Розділ 3

Що означає площа фігури зображеної на рисунку?

Q- кількість теплоти

Що називається теплотою?

1. Мікрофізична міра теплообміну, яка супроводжується зміою внутрішньої молекулярної енергії

2. енергія, що передається від одного тіла до іншого при їх взаємодії, яка залежить тільки від температури цих тіл і не зв’язана з переносом речовини від одного тіла до іншого та з виконанням роботи.

3. Форма передачі енергії невпорядкованого ( хаотичного ) руху молекул

Що називається роботою?

1. Макрофізична форма енергообміну, яка супроводжується зміною зовнішніх кінетичної і потенціальної енергій

2. енергія, що передається від одного тіла до іншого при їх взаємодії, яка не залежить від температури цих тіл і не зв’язана з переносом речовини від одного тіла до іншого.

3. Форма передачі енергії впорядкованого руху молекул

Що таке внутрішня енергія?

1. Міра інтенсивності хаотичного руху молекул

2. функція стану термодинамічної системи, зміна якої не залежить від термодинамічного шляху процесу, а визначається початковим і кінцевим станом термодинамічної системи.

Чому дорівнює показник адіабати для 3-х атомного газу?

1,29

За якою формулою знаходиться зміна питомої внутрішньої енергії?

q=∆u+l du=C𝑣(T2-T1) Δu=c(T₂-T₁)

Що таке ентальпія?

1. Це повна енергія розширеної ТДС

2. кількість термодинамічної ( теплової ) енергії, шо міститься в тілі

Суть першого закону термодинаміки:

Q=∆U+L

Що означає площа під кривою процесу в P – V координатах?

робота

Наведіть розрахунковий вираз для обчислення зміни питомої ентропії:

Δs= c_xln(T₂ /T₁)

Наведіть розрахунковий вираз для зміни питомої ентальпії:

Δh= c_p(T₂-T₁)

Що означає площа під кривою процесу в T – S координатах?

Кількість теплоти - q

Запишіть перший закон термодинаміки для ізотермічного процесу з участю ідеального газу в інтегральній формі:

Q_1-2=∆U_1-2+L_1-2=∆U_1-2+ ∫pdv… ( у конспекті )

Обчислити зміну внутрішньої енергії при нагріванні 5кг кисню в ізобарному процесі від 20 ⁰С до 60 ⁰С. Залежністю теплоємності від температури знехтувати.

129906,3

Обчислити зміну ентальпії в ізобарному процесі при нагріванні 4 кг азоту від початкової температури 25 ⁰С до кінцевої температури 80 ⁰С. Залежністю теплоємності від температури знехтувати.

228635

Запишіть рівняння І–го закону термодинаміки в диференційній формі для процесу, в якому теплоємність рівна нулю.

0=∆U+L або L= -∆U

Запишіть рівняння першого закону термодинаміки через ентальпію в інтегральній формі для політропного процесу в якому n = 0.

Q=∆I (Q=∆H q=∆i q=∆h )

Що таке ентропія?

1. міра енергії у фізичній системі, яка не може бути використана для виконання роботи.

2. міра безладдя, присутнього в системі.

Дайте визначення ентропії.

1. міра енергії у фізичній системі, яка не може бути використана для виконання роботи.

2. міра безладдя, присутнього в системі.

Обчислити зміну ентропії 1 кг кисню в процесі, в якому виконується співвідношення між температурою і об’ємом при збільшенні температури від до

0 (процес адіабатний )

Обчислити зміну внутрішньої енергії 2 кг азоту в політропному процесі з показником політропи n = 1.

0 ( процес ізотермічний )

При стискуванні 3 кг метану (С₄Н₄) затрачена робота 800 кДж, при цьому внутрішня енергія збільшилась на 595 кДж. Визначити на скільки збільшилась температура газу. Теплоємність метану вважати незалежною від температури.

110,69

При розпаді 1 кг урану в реакторі атомної електростанції виділяється теплота рівна 22,9·10⁶ кВт·год. Визначити, яку масу кам’яного вугілля з теплотою згорання 29300 кДж/кг потрібно для отримання такої ж кількості теплоти.

2,81*10⁶