Вариант № 21

1. Для измерения расхода газа в газопроводе в нем создают сужение и меряют разность давлений в широкой и узкой части (рис. 1). Определить расход газа, если его плотность 1,4 кг/м³, диаметр трубопровода 50 мм, диаметр сужения 30 мм, разность давлений равна 18 мм водяного столба. Сжимаемостью газа пренебречь.

Ответ: а) μ=1,110^-2 кг/с; б) μ=1,310^-2 кг/с; в) μ=1,510^-2 кг/с; г) μ=1,710^-2 кг/с; д) μ=1,910^-2 кг/с.

2. Газ находится в цилиндре под невесомым поршнем, площадь которогоS=100 см². При температуре 7 ^оС на поршень положили гирю массой m=10 кг. При этом поршень опустился на Δh (рис. 2). На сколько нужно нагреть газ в цилиндре, чтобы поршень оказался на прежней высоте? Атмосферное давление нормальное.

Ответ: а) ΔТ=68 К; б) ΔТ=58 К; в) ΔТ=48 К; г) ΔТ=38 К;

д) ΔТ=28 К.

3. В сварочном цехе стоит 40 баллонов ацетилена C₂H₂ ёмкостью V=40 дм³ каждый. Все баллоны включены в общую магистраль. После 12 ч беспрерывной работы давление во всех баллонах упало с 1,310⁷ Па до 0,710⁷ Па. Определить массу израсходованного ацетилена.

Ответ: а) Δm=70 кг; б) Δm=80 кг; в) Δm=90 кг; г) Δm=100 кг;

д) Δm=110 кг.

4. Смесь газов состоит из двух молей одноатомного и трех молей двухатомного газов. Определить молярную теплоемкость С_v смеси.

Ответ: а) С_V=17,5 Дж/(мольК); б) С_V=16,5 Дж/(мольК);

в) С_V=15,5 Дж/(мольК); г) С_V=14,5 Дж/(мольК);

д) С_V=13,5 Дж/(мольК).

5. Барометр в кабине летящего вертолета показывает давление p=90 кПа. На какой высоте h летит вертолет, если на взлетной площадке барометр показал давление p_o=100 кПа? Температура Т воздуха равна 290 К и не изменяется с высотой.

Ответ: а) h=0,8910³ м; б) h=0,8710³ м; в) h=0,8810³ м;

г) h=0,9810³ м; д) h=0,7810³ м.

6. Какое количество теплоты выделится, если азот массой m=1г, взятый при температуре T=280 К под давлением p₁=0,1 МПА, изотермически сжать до давления p₂=1 МПа?

Ответ: а) Q=191 Дж; б) Q=193 Дж; в) Q=195 Дж; г) Q=197 Дж; д) Q=199 Дж.

7. В цилиндрическом сосуде диаметром 28 см находится 20 г азота, сжатого поршнем, на котором лежит груз массой 75 кг. Температура газа 17 ^оС. На сколько поднимется груз, если газ нагреть до 250 ^оС?

Ответ: а) h=1,5 м; б) h=1,7 м; в) h=1,9 м; г) h=2,1 м; д) h=2,3 м.

8. Один киломоль азота находится при температуре 27 ^оС и давлении 5 МПа. Найти объем газа считая, что азот при данных условиях ведет себя как реальный газ.

Ответ: а) V=0,89 м³; б) V=0,79 м³; в) V=0,69 м³; г) V=0,59 м³;

д) V=0,49 м³.

9. В приближенной теории явлений переноса получается соотношение . Более строгая теория приводит к соотношению, где К – безразмерный коэффициент, равный, где γ – показатель адиабаты. Найти значение К, вычисленное по приведенной формуле для кислорода. Считать известными коэффициенты теплопроводности χ=24,4 мВт/(мК), динамической вязкости η=19,8 мкПас.

Ответ: а) К=1,50; б) К=1,60; в) К=1,70; г) К=1,80; д) К=1,90.

10. Аргон находится при температуре Т=320 К. При каком давлении один атом аргона будет испытывать в среднем тысячу столкновений.

Ответ: а) p=19,7 Па; б) p=18,7 Па; в) p=17,7 Па; г) p=16,7 Па;

д) p=15,7 Па.