Белозеров В.И., Чусов И.А. Сборник задач по курсу Техническая термодинамика

1.6. Оnределить абсолютное давление газа в сосуде, если nоказание nрисоединенного к

нему JУIУТНОГО манометра равно 620 мм рт.ст., а атмосферное дамсине no ртуrному ба­

рометру сосТаал•ет 760 мм. Темnература воздуха в месте установки приборов равна

0 °С.

1.7. Оnределить абсолюmое

давление пара

в котле, если

манометр

показыва­

ет р = 1,5 бар, а атмосферное давление no ртуrному барометру составлАет Р

&ор

=724 мм

nри t=20 °С.

1.8. Оnределить абсолютное давление в nаровом котле, если манометр nоказыБВСТ 3,65

бар, а атмосферное давление по ртутному барометру равно 680 мм при t = 30 ос.

1.9. Дзвление в паровоN котле Р = 0,4 бар при барометрическом давлении B,=731t мм

рт.ст. Чему будет равно избыточное давление в котле, если показаике барометра nовы­

сите• до В1=734 мм рт.ст., а давление пара в котле остаиетс•

прежним

рометри еское

? Ба

ч

дамсине приведеио к О ОС.

• ТRrомером с наклонно!! трубко

1.10. Разрежение в газоходе паровоГо котла измеряете

u по шквле ТRгоме­

(рнс. 1). Угол наклона трубки а= 30°. Длина столба воды, отсчитанн

ра, L .. 160 NM. Определить абсолюmое дввлс:ние газов, если показаике pтyrnoro баро­

метра в'"' 745 мм (nриведено к 0°С).

Рис 1.

1.11. Из.ресивера воздух поступает в коллектор двнгаТСЛJI. Разрежеине в реемвере изме­

ряется вакуумметром с аклонноll трубкой (угол наклона трубки а= 30°). Вакуумметр

заполнен Водоl!. Оп делить давление в ресивере, если показаике вакуумметра

350 NM

вод. ст.,

а давление окружающей среды 1,02 бар.

средой, имеется столб воды

•ющеllся с окружающей

1.12. в трубке манометра, соедин

!!

вы й

50 мм. Определить абсолюmое давление в ресивере, если разность уровне

ртути манометра соста

R.ЛАет 120 мм, а давление

окружающей среды 0,95 атм.

-8-

нем pтynt наливают слой воды. Определить а()солютное давление в сосуде, если раз­

ность столбов pтynt в U-образном манометре состаR.ЛАет 580 мм при температуре ртути

25°С, а высота

столба воды над ртутью равна 150 111111.

Атмосфернос давление по ртутно­

му барометру 8=770 мм nри t=25°C.

1.18. Цилиндр диаметром d = 200 мм (рис.

1) плотно за-

крыт подвешенным на пружнне поршнем,

условно неве­

сомым и скользящим без трени.-. В цилиндре образован

вакуумсоста, вляющий W= 90% барометрического давле­

НКА В = О,1О1 МПа

Определить силу Fнаnжени.- пружн-

.

ны, если поршень неподвижен.

Рис. 1.

-9·

2.1. Опрсде. ить плотность и удельныll объем двуокиси углерода (С02) при нормальных

)"I:.'IOSИJIX.

1.1. Плотнос-n. воздуха при нормалJ>ных условн.1х равна р=1,293 кг/м3. Чему равна плот­

ность воздуха nри давлении Р • 1S бар и температуре Т= 20 °С.

1.3. Определить мзссу углекислого газа в сосуде объемом V = 4 м3 nри Т= 80 °С. Давле­

ние газа по манометру rавно 0,4 бар.

Барометрическое давление В= 780 мм рт.ст.

2.4. Начальное состо11ни.: азота задано параметрами: t = 200 °С, v =1.9 м3/кг.

Азат нагре­

ваете• при постоянном давлении, причем объем азота увеличивается до 5,7 м3/кг. Оnре­

делить конечную температуру.

2.5. В цилиндре с подвижным поршнем иаходнтс.1 кислород при t = 80 °С н разрежении

(вакууме). равном 427 rПа.

При посто11нноll температуре кислород сжимаете11 до нзбы­

точного давленнll Pon =1.2 МПа. Барометрическое давление В= 993 гПа. Во сколько раз

уменьшитс.1 объем кислорода?

2.6. Абсолютное давление

азота в

ll

температуре

(t = 20°С)

сосуде при комнатно

, причем известно. что предельное избыточно.: дав­

Р= 2,2 МПа. В сосуде азот нагревают

. работа. Р = 6 МПа.

Оnределить темnературу,

ление, при котором возможна безопасна

до которой возможно нагреsвниt' азота. Барометрическое давление В= 1000 rna.

• вентил11тором 130000м3/ч воздуха

2.7. В воздухоподогреватель парово1-о котла подаете

­

при температуре 28 °С. Определить объемны!! расход воздуха на выходе из воздухопо

11 до 400 °С при ПОСТОIIННОМ давлении.

догреаател.l, сели наJl)Св его производитс

2.8. Известно, что 1 кмоль газа содержит 6,023• \OD молекул. Дщ1 того, чтобы предста

­

вить себе, как велико это число, полезно nроделать мысленно такоll оnыт. В сосуде объ­

!! вакуум', т. е. уда.qены молекулы. В стенке сосуда сдел< но от­

емом 1 см3 создан полны

верстие такого размера. чтО из окружающего воздуха в сосуд nровнкают молекулы с

.

Определить, сколько времени

потребуете•. чтобы

расходом 100000МО11екул в секунду

плотность воздуха в рассматриваемом объеме стала равноll плотностн окружающего

ll воздух находится nри tюрмальных условн11х, а скорость 11ро­

воздуха, сели окружающн

ннкновенн11 молекул'остается неизменно!!.

н водо­

II =1/v(...

дv/др), дп11 азота

2.9. Определить коэффициент изотермического сжаТН

рода, сели этн газы нaxOДIIТCIIпри параметрах Р = 1.2 МПа н t = 430 °С.

-14-

2.10.

Определить

численное

значение

коэффищtента теплового

рш:шнрени11

а= 1/v(i.'vii'p)r и термического коэффициента дaвщ:tiHII р = 11 р{дрl дТ),.

дп11

кислорода н

окиси углерода, если эти газы нaxOДJITCII при параметрах Р= 1.2 МПа н 1=430 °С.

2.11. Паро1)•рбинн811 установка

мощностью

100

Вт расходует 0,37 кг топлива на

1 кiЗтечас. Какова должна быть суммарна.

массоВВ.I производительность вснтнл11торов,

nодающих воздух в тоnку котла,

если дnя сжигани11 тоriлнвu требуетс11 16 м3 воздуха при

нормальных условиях? Оnределить, что это за вещество.

2.12. Опреде. ить массу воздуха наход;rщегося в комнате площадью

25 м2

н

высотоll

3,7 м nри барометрическом давлении 982.4

гПа

и темr.ературе воздуха в

комнате

t = 20 °С.

2.13. В комнате nлощадью 30 м2 н высотоll 2,7 м температура воздуха равна 20 °С.

Сколько в комнате содержится ВОДIIНОГОпара, если nврциальнос давление ВОДIIных па­

ров равно 3,2 кПа.

2.14. В комнате площадью 42 м2 н высотой 2,9 м на'!однтся воздух nри температуре

22 ос н барометрическом давле ин 91!0,3 гПа. Какое количество воздуха проникнет с

улицы в комнату, если барометрическое давление увеличиrс11 до 1020 гПа, а темnература·

останется ПOCТOIIIIИOII.

2.15. 0,37•10'3 кг газообразного органического вещества, формула которого с.н., nри

темnературе 400 К и абсолютном давлении 0,95 бар имеют объем .164•10.;;мз_

Оnреде­

лить, что это за вещество.

.

2.16. Оnредел.ить,

деllствнтельно ли молекула кислорода 11влJ1ется двухатомноll, еслн

нэвестно, что в объеме, равном 4 дм3, нaxoДIIТCIIS г·кислорода nри темnературе 150 ос н

Р = 0,1373 МПа. Чему было бы равно давление газа, сели бы молекула сОСТОJIЛа их трех

атомов кислорода (озон Оз).

2.17, 0,03 м3 кислорода:, отнесенного к нормальным услови11м, HЗXOДIIТCJIв

сосуде емко-

з

.

измеряющего давление в этом сосуде,

стью 650 см . Определить показани" манометра,

еслн темr1ература кислорода 200 °С. Атмосферное давление 1016 гПа.

2.18. Компрессор подает азот в резервуар емкостью 3 м3; избыточное давление в резер­

вуаре увеличивается nри этом от 0,01 до 0,6 МПа, а темnература газа

от 15

до 30 ос. Оп-

ределнть массу n

'

азота.

Барометрическое

давление равно

оданного компрессором

987 гnа.

2.19. Оnределить nодъемную силу шара-зонда, наn

об'!_>См 1 м3. Абсолютное давление воздуха 0,1

олненного водородом 1'1 имеюще1·о

МПа. Избыточное давление в шаре

-15-

0,333 бар. Темпераrура водорода равва темнервтуре воздуха t = 288 К. Измевеннем тем­

пературы н давненн• при под-ъеме пренебречь. При.wечание. (Под-ьемноlt силоlt называ­

ете• разность удельных весов окружающеlt среды и газа, зало. н•ющего шар).

1.20. Определить под-..мнуюе силу воздушного шара, наполненного водородом, если

объем его на поверхнО<."ТН

эемли равен 1,2 ,,.э при дамении Р = 752 мм рт. ст.

и темпера­

.

туре t = 17 °С.

1.11. Определить необходимыlt объем аэростата,

наполненного водородом,

если подъ­

емнu сила, которую он должен иметь ва высоте Н = 7000м, равна 39240 Н,

параметры

воздуха на этоЯ высоте прин•ть равными: Р = 0,41 бар, t = -30 °С. Насколько уменьшите•

подъемнu сила аэростата при заполнении его гелием? Чему равен объем аэростата на

поверхности земли nри давлении Р = 0,981 бар и темnературе t = 30 °С.

2..21. В герметически закрытом цилиндре nоршень может двигатьс• без трени•. По одну

сторону nоршн11 nомещаете• 1 г водорода, а по другую - то же количество углекислого

газа. Оnределить соотношение объемов справа и слева nри равновесии.

2.23. Воздуходувка должна nоставлять для доменноЯ nечи nри нормальных физических

3

условиях 300 м /мин воздуха. Атмосфе ныlt воздух имеет темnературу 298 К и абсолют­

ное давление 0,0958 МН!м2• На какоЯ объем засасываемого воздуха должна бытъ рас­

считана воздуходувка дли обесnече•ш• доменноlt nечи?

2.14. Оnределить, на сколько минут ХВIIТНТ аквалангисч• воздуха, содержашеrося в двух

3

баллонах объемом по 0,006 м каждыЯ, nри абсолютном давлен11и 9810000Н!м2 н темnе­

ратуре 290 К. если аквалангист делает п = 20 вдохов в минуту и nотребляет при каждом

3

воздуха, а

автомат дыхани• устоliчиво работает nри nере11Вде дамении

вдохе 0,005 м

6.Р = 0,3 МПа.

Изменением темnера·I)'Ры можно nренебречь; давление окружающей сре­

.

ды Равно 101325 Па.

.

м3 воздуха nри темnературе

2.25. Поршневоlt комnрессор всасывает в минуту 3

t = 17 °С и барометрическом давлении 753 мм рт.

ст. н нагнетает его в резервуар, объем

которого равен 8,5 м3. За сколько минут комnрессор nоднимает давление в резервуаре до

7 бар, если темпераrура в нем будет оставаться nостоянноli? Начальное давление возду­

ха в резервуаре составляло 753 мм рт. ст, nри темnературе 17 ос.

2.26. Компрессор Подает сжвтыlt воздух в резервуар, nричем за время работы комnрес­

сора давление в ·резервуаре nовышается от атмосферного до 7 бар, а темnература • от 20

до 2S°C. Об-ъем резервуара равен 56 м3• Барометрическое давление, nриведеиное к О ос.

равно 750 мм рт. ст. Определить массу воздуха, nоданного комnрессором в резервуар.

-16-