2.3. Задачі для самостійного розв’язання

Задача №1. В процесі підведення теплоти до повітря його температура змінилася від t₁=NºC до t₂=(100+2·N)ºC. При цьому була виконана питома робота l=(200+5N)кДж/кг. Визначити повну кількість теплоти, якщо при нормальних умовах газ займав об’єм V_н=(10+2·N)м³.

Задача №2. Дослідами встановлені такі значення мольної теплоємності окислу вуглецю

Т, К	300	700	1500
μср, кДж/(кмоль·К)	29,13	31,1	34,09

По цим даним скласти приблизне інтерполяційне рівняння виду .

Задача №3. Повітря охолоджується в процесі з постійним об’ємом, від t₁=(800+5·N)ºC до t₂=(100+3·N)ºC. Об’єм повітря V=Nм³, початковий тиск Р₁=(0,5+0,1·N) МПа. Визначити кількість відведеної теплоти, враховуючи залежність теплоємності від температури.

Задача №4. Стан газу під поршнем циліндру визначається точкою 1. Газ переводиться у стан 2 по шляху 1-а-2: спочатку по ізохорі 1-а, а потім по ізобарі а-2. У другому разі газ переводиться у стан 2 по шляху 1-b-2: спочатку по ізобарі 1-b, а потім по ізохорі b-2. Чи будуть відрізнятися кількості підведеної і відведеної теплоти в цих процесах, якщо тиски в точках 1 і 2 дорівнюють відповідно (0,1+0,01·N) МПа і (0,5+0,1·N) МПа, а зміна об’єму V₂-V₁=(1+0,1·N)м³.

Задача №5. Скільки кілограмів свинцю можливо нагріти від температури t₁=(5+N)ºC до температури плавлення t_пл=327ºC ударом молоту масою m=(200+5·N)кг при падінні його з висоти h=4м. Теплоємність свинцю с_р=0,1256кДж/(кг·К). Допустити, що вся енергія молоту перетворюється в теплоту, яка поглинається свинцем.

Задача №6. В закритій судині об’ємом V=(500+5·N) літрів знаходиться кисень при тиску Р₁=(0,2+0,1·N) МПа і t₁=(20+2·N)ºC. Яку кількість теплоти необхідно підвести до повітря, щоб його температура піднялася до t₂=(150+5·N)ºC. Задачу вирішити для трьох випадків залежності теплоємності від температури.

Задача №7. В каналі довільної форми рухається повітря між двома перерізами потоку до нього підводиться теплота Q=(500+5·N)кДж/с. Параметри потоку в двох перерізах: і₁=(250+2·N)кДж/кг, і₂=(300+N)кДж/кг, w₁=(5+0,1·N)м/с, w₂=(10+0,2·N)м/с. Перерізи потоку розміщені горизонтально. Визначити витрату газу.

Задача №8. Визначити масову та об’ємну теплоємності газової суміші, що складається з двох компонентів , в інтервалі температур від t₁=(50+3·N)ºC до t₂=(500+2·N)ºC. Прийняти теплоємність залежною від температури.

Задача № 9. Побудувати в діаграмі T-S для азоту в інтервалі від 0 до 100ºС ізобари: Р₁=0,5 МПа, Р₂=1 МПа.

Задача №10. Визначити ексергію CO₂ в балоні. Тиск газу в балоні Р=(25+0,5·N) МПа, температура t₁=20ºC. Об’єм балона V=(0,5+0,01·N)м³. Параметри навколишнього середовища Р₀=0,1 МПа, t₀=20ºC.

Задача №11. визначити зміну ентропії навколишнього середовища, якщо максимально корисна робота складає L_max=(200+10·N) кДж, а робота яку виконав газ L менша від максимальної на (30+N)%. Початкові параметри газу Р₁=2·N МПа, t₁=(150+2·N)ºC, V₁=0,5·N м³. Параметри навколишнього середовища Р₀=0,2 МПа, t₀=NºC. Вид газу вибрати згідно з умовами задачі № 1.