Задачі. Розділ №1

1. Яка кількість балонів місткістю100л необхідна для перевезення 200кг кисню, якщо при температурі 27^оС тиск газу в балоні по манометру 16МПа? Барометричний тиск 760 мм рт. ст.

2. У посудині об'ємом 3м³ міститься 40кг газу при надлишковому тиску 2,4МН/м². Визначити абсолютний тиск газу, його питомий об'єм і густину.

3. Циліндр діаметром d=200 мм щільно закритий підвішеним на пружині поршнем, умовно невагомим і таким, що ковзає без тертя. У циліндрі утворений вакуум, що становить 90% від барометричного тиску р_бар=1,01бар. Визначити силу F натягу пружини, якщо поршень нерухомий.

4. По трубопроводу діаметром d=50 мм, приєднаному до газгольдера, подається газ, питомий об'єм якого v=0,5 м³/кг. За який час газ наповнить газгольдер об'ємом V=5 м³, якщо середня по розрізу швидкість руху газу в трубопроводі 2,55м/с, а густина газу, що заповнив газгольдер, становить 0,00127г/см³?

5. Стан азоту заданий параметрами t₁=500^оС і v₁=2м³/кг. Його об'єм збільшується до 8м³/кг при р=const. Визначити кінцеву температуру газу.

6. У циліндрі з рухомим поршнем перебуває кисень при t=100^оС і розрідженні 250мм рт. ст. При постійній температурі кисень сти-скується до надлишкового тиску 15бар. Барометричний тиск 745мм рт. ст. У скільки разів зменшиться об'єм кисню?

7. Визначити густину повітря й водню при нормальних технічних умовах.

8. Паротурбінна установка потужністю 100000кВт витрачає 0,37кг палива на 1квт.ч. Якою повинна бути сумарна масова продуктивність (кг/годину) вентиляторів, що подають повітря у топку котла, якщо для спалювання 1 кг потрібно 15м³ повітря при нормальних умовах?

9. Визначити густину азоту при абсолютних тисках 10 і 60бар. Температура азоту дорівнює 400^оС.

10. Парціальний тиск водяної пари у повітрі кімнати дорівнює 0,02бар. Скільки міститься водяної пари в кімнаті площею 30м² і висотою 3м. Температура повітря 25^оС.

11. У кімнаті площею 40м² і висотою 3м перебуває повітря при t=23^оС і барометричному тиску 730 мм рт. ст. Яка кількість повітря проникає з вулиці в кімнату, якщо барометричний тиск збільшується до 760 мм рт. ст. при постійній температурі?

12. Визначити, чи є молекула кисню двохатомною, якщо в об'ємі 4дм³ міститься 5кг кисню при температурі t=150^оС і тиску 1,373бар. Визначити, чому дорівнював би тиск газу, якби його молекула складалася із трьох атомів кисню (О₃)?

13. Кисень, об'єм якого при нормальних умовах становить 0,03м³, перебуває у посудині місткістю 650см³. Визначити показання манометра, що вимірює тиск у цій посудині, якщо температура кисню дорівнює t=200^оС. Атмосферний тиск р=762 мм рт. ст.

14. При температурі t=800^оС і тиску р=1бар густина газу дорівнює 0,4477кг/м³. Що це за газ?

15. Маса порожнього балона для аргону місткістю 40дм³ дорівнює 64кг. Якою буде маса балона з аргоном, якщо при температурі t=20^оС тиск газу дорівнює р=150 бар.

16. Визначити масу кисню у балоні місткістю 200л, якщо при температурі 20^оС тиск у балоні дорівнює 8МПа.

17. Масовий склад сухого атмосферного повітря по основних компонентах і . Визначити уявну молекулярну масу й газову сталу повітря.

18. Дано об'ємний склад газу: , . Визначити склад газу по масі, величини парціальних тисків окремих компонентів при тиску суміші 1,2бар, а також питомий об'єм газу при нормальних умовах.

19. Визначити газову сталу пальної суміші, що складається з 1,3м³ повітря і 1м³ генераторного газу, якщо густина останнього при 0^оС і 760 мм рт. ст. дорівнює 1,2 кг/м³.

20. Склад димових газів заданий об'ємними частками: . Визначити, скільки тепла віддасть кожний кілограм газів при протіканні у газоході, якщо на вході в нього вони мають температуру t₁=1100^оС, а на виході t₂=180^оС. Вважати, що тиск газів у процесі теплообміну не змінюється і втрати тепла у навколишнє середовище відсутні.

21. Суміш 10кг кисню й 15кг азоту має тиск 8бар. Визначити об'ємні частки кожного газу у суміші, уявну молекулярну масу суміші, її газову сталу, об'єм суміші, парціальні тиски і об'єми.

22. Скільки необхідно теплоти для нагрівання 4 кг повітря при постійному тиску від 100⁰С до 500⁰С?

23. Газова суміш, що складається із СО₂ і СН₄, має газову сталу R=392 Дж/(кг∙K). Визначити масовий і об'ємний склад суміші.

24. Газова суміш складається з 5кг О₂ і 0,4 кмоля N₂. Визначити об'ємний і масовий склад суміші при тиску 0,12 МН/м² і температурі 120^оС.

25. Визначити втрату тепла з випускними газами двигуна внутрішнього згоряння, якщо кількість випускних газів в 1год. складає: 0,2кмоль/год., 1,5кмоль/год, 1,5кмоль/год, 0,15кмоль/год. Температура випускних газів дорівнює 500^оС. Кількість повітря, що всмоктується в 1год. m=1,6кмоль/год., а його температура t=20^оС.

26. У газгольдері об'ємом 15м³ перебуває метан при тиску р=8∙10⁵Н/м² і температурі 10^оС. Завдяки сонячній радіації температура газу підвищилася на 20^оС. Як зріс тиск газу у газгольдері і яку кількість тепла сприйняв газ?

27. Стиснене повітря у балоні має температуру 15^оС. Під час пожежі температура повітря у балоні піднялася до 450^оС. Чи вибухне балон, якщо відомо, що при цій температурі він може витримати тиск не більше 9,8МПа? Початковий тиск р₁=4,8МПа.

28. Поршневий компресор всмоктує в хвилину 3м³ повітря при температурі t=17^оС і барометричному тиску р=100кПа й нагнітає його в резервуар, об'єм якого дорівнює 8,5м³. За скільки хвилин компресор підніме тиск у резервуарі до 0,7МПа, якщо температура в ньому буде залишатися постійної? Початковий тиск повітря в резервуарі становить 100кПа при температурі 17^оС.

29. Генераторний газ складається з наступних компонентів по об'єму: Н₂=18%, СО=24%, СО₂=6%, N₂= 52%. Його температура 15^оС і тиск 100кПа. Визначити газову сталу генераторного газу, густину, масовий склад компонентів і їхні парціальні тиски.

30. Визначити газову сталу, густину при нормальних умовах і об'ємний склад суміші, якщо її масовий склад такий: Н₂=8,4%, СН₄=48,7%, С₂Н₄=6,9%, СО=17%, СО₂=7,6%, О₂=4,7%, N₂=6,7%.

31. Масовий склад суміші такий: СО₂=18%, О₂=12%, N₂=70%. До якого тиску потрібно стиснути цю суміш, щоб при t=800^оС 8кг її займали об'єм 4м³.

32. У посудині перебуває повітря під розрядженням 10кПа при температурі 0^оС. Ртутний барометр показує 99725Па. Визначити питомий об'єм повітря при цих умовах.

33. Знайти масу 5м³ водню, 5м³ кисню й 5 м³ вуглекислоти при тиску 0,6МПа і температурі 100^оС.

34. У циліндрі діаметром 0,6м міститься 0,41м³ повітря при t₁=35^оС. До якої температури повинно нагрітися повітря при постійному тиску, щоб поршень, який рухається без тертя, піднявся на 0,4м?

35. Резервуар об'ємом 4м³ заповнений вуглекислим газом. Знайти масу й силу тяжіння (вагу) газу в резервуарі, якщо надлишковий тиск газу 40кПа, температура його дорівнює 80^оС, а барометричний тиск 102,4 кПа.

36. Який об'єм займає 1кмоль газу при р=2МПа й t=200^оС? При якій температурі 1кмоль газу займатиме об'єм, рівний 5м³, якщо тиск газу р=1,5кПа? Якою буде густина кисню при 0^оС і тиску 80 кПа, якщо при 15^оС і 101,3 кПа вона дорівнює 1,31 кг/м³?

37. Визначити підйомну силу повітряної кулі, заповненої воднем, якщо об'єм її на поверхні землі дорівнює 1м³ при р=100 кПа й температурі 15^оС.

38. Визначити масовий склад газової суміші, що складається з вуглекислого газу й азоту, якщо парціальний тиск вуглекислого газу 120кПа, а тиск суміші р=300 кПа.

39. У генераторному підігрівнику газової турбіни повітря нагрівається від 150 до 600^оС. Знайти кількість теплоти, що передається повітрю в одиницю часу, якщо витрата його становить 360кг/год.

40. У калориметрі з ідеальною тепловою ізоляцією перебуває вода в кількості m=0,8кг при температурі t₁=15^оС. Калориметр виготовлений зі срібла, теплоємність якого с_с=0,234кДж/(кг∙K). Маса калориметра дорівнює 0,25 кг. У калориметр опускають 0,2 кг алюмінію при температурі 100^оС. Внаслідок цього температура води підвищується до t₂=19,24^оС. Визначити теплоємність алюмінію.