Тема 1.7. Термодинамические процессы идеальных газов в закрытых системах

30. Сосуд емкостью 90 л содержит воздух при давлении 0,8 МПа и температуре 30°С. Определить количество теплоты, которое необходимо сообщить воздуху, чтобы повысить его давление при v = const до 1,6 МПа. Принять зависимость с = f(t) нелинейной.

31. До какой температуры нужно охладить 0,8 м³ воздуха с начальным давлением 0,3 МПа и температурой 15°С, чтобы давление при постоянном объеме понизилось до 0,1 МПа? Какое количество теплоты нужно для этого отвести? Теплоемкость воздуха принять постоянной.

32. Сосуд объемом 60 л заполнен кислородом при давлении p₁ = 12,5 МПа.

Определить конечное давление кислорода и количество сообщенной ему теплоты, если начальная температура кислорода t₁ = 10°С, а конечная t₂ = 30°С. Теплоемкость кислорода считать постоянной.

33. В цилиндре диаметром 0,4 м содержится 80 л воздуха при давлении p₁ = 0,29 МПа и температуре t₁ = 15°С.

Принимая теплоемкость воздуха постоянной, определить, до какой величины должна увеличиться сила, действующая на поршень, чтобы последний оставался неподвижным, если к воздуху подводятся 83,7 кДж теплоты.

34. В резервуаре, имеющем объем V = 0,5 м³, находится угле­кислый газ при давлении p₁ = 0,6 МПа и температуре t₁ = 527°С.

Как изменится температура газа, если отнять от него при пос­тоянном объеме 436 кДж? Зависимость теплоемкости от темпера­туры считать линейной.

35. В калориметрической бомбе емкостью 300 см³ находится кислород при давлении p₁ = 2,6 МПа и температуре t₁ = 22 °С.

Найти температуру кислорода t₂ после подвода к нему теплоты в количестве 4,19 кДж, считая зависимость теплоемкости от температуры линейной.

36. Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть 2 м³ воздуха при постоянном избыточном давлении p = 0,2 МПа от t₁ = 100°С до t₂ = 500°С? Какую работу при этом совершит воздух? Давление атмосферы принять равным 101 325 Па

37. Определить количество теплоты, необходимое для нагре­вания 2000 м³ воздуха при постоянном давлении р = 0,5 МПа от t₁ = 150°С до t₂ = 600°С. Зависимость теплоемкости от темпе­ратуры считать нелинейной.

38. В установке воздушного отопления внешний воздух при t₁ = -15°С нагревается в калорифере при p = const до 60°С. Какое количество теплоты надо затратить для нагревания 1000 м³ наружного воздуха? Теплоемкость воздуха считать постоянной. Давление воздуха принять равным 101 325 Па.

39. В цилиндре находится воздух при давлении р = 0,5 МПа и температуре t₁ = 400°С. От воздуха отнимается теплота при посто­янном давлении таким образом, что в конце процесса устанавли­вается температура t₂ = 0°С. Объем цилиндра, в котором находится воздух, равен 400 л.

Определить количество отнятой теплоты, конечный объем, изменение внутренней энергии и совершенную работу сжатия. Зависимость теплоемкости от температуры считать нелинейной.

40. 0,2 м³ воздуха с начальной температурой 18°С подогревают в цилиндре диаметром 0,5 м при постоянном давлении p = 0,2 Мпа до температуры 200°С.

Определить работу расширения, перемещение поршня и коли­чество затраченной теплоты, считая зависимость теплоемкости от температуры линейной

41. В цилиндре двигателя внутреннего сгорания находится воздух при температуре 500°С. Вследствие подвода теплоты конечный объем воздуха увеличился в 2,2 раза. В процессе расширения воздуха давление в цилиндре практически оставалось постоянным.

Найти конечную температуру воздуха и удельные количества теплоты и работы, считая зависимость теплоемкости от темпера­туры нелинейной.

42. Воздух, выходящий из компрессора с температурой 190°С, охлаждается в охладителе при постоянном давлении p = 0,5 МПа до температуры 20°С. При этих параметрах производительность компрессора равна 30 м³ / ч.

Определить часовой расход охлаждающей воды, если она нагревается на 10°С.

43. 1 кг воздуха при температуре t₁ = 30°С и начальном давлении p₁ = 0,1 МПа сжимаегся изотермически до конечного давления p₂ = 1 МПа.

Определить конечный объем, затрачиваемую работу и количество теплоты, отводимой от газа.

44. Воздух в количестве 0,5 кг при p₁ = 0,5 МПа и t₁ = 30°С расширяется изотермически до пятикратного объема.

Определить работу, совершаемую газом, конечное давление и количество теплоты, сообщаемой газу.

45. Для осуществления изотермического сжатия 0,8 кг воздуха при p₁ = 0,1 МПа и t = 25°С затрачена работа в 100 кДж.

Найти давление p₂ сжатого воздуха и количество теплоты, которое необходимо при этом отвести от газа.

46. 8 м³ воздуха при p₁ = 0,09 МПа и t₁ = 20°С сжимаются при постоянной температуре до 0,81 МПа.

Определить конечный объем, затраченную работу и количество теплоты, которое необходимо отвести от газа.

47. При изотермическом сжатии 0,3 м³ воздуха с начальными параметрами p₁ = 1 МПа и t₁ = 300°С отводится 500 кДж теплоты. Определить конечный объем V₂ и конечное давление р₂.

48. Воздуху в количестве 0,1 м³ при p₁ = 1 МПа и t₁ = 200°С сообщается 125 кДж теплоты; температура его при этом не изменяется.

Определить конечное давление p₂, конечный объем V₂ и получаемую работу L.

49. 0,5 м³ кислорода при давлении р₁ = 1 МПа и температуре t₁ = 30 °С сжимаются изотермически до объема в 5 раз меньше начального.

Определить объем и давление кислорода после сжатия, работу сжатия и количество теплоты, отнятой у газа.

50. 1 кг воздуха при начальной температуре t₁ = 30°С и давлении р₁ = 0,1 МПа сжимается адиабатно до конечного давле­ния p2 = 1 Мпа.

Определить конечный объем, конечную температуру и затра­чиваемую работу.

51. 1 кг воздуха при температуре t₁ = 15°С и начальном давлении р₁ = 0,1 МПа адиабатно сжимается до 0,8 МПа.

Найти работу, конечный объем и конечную температуру.

52. Воздух при давлении р₁ = 0,45 МПа, расширяясь адиабатно до 0,12 МПа, охлаждается до t₂ = - 45°С.

Определить начальную температуру и работу, совершенную 1 кг воздуха.

53. 1 кг воздуха, занимающий объем v₁ = 0,0887 мЗ/кг при p₁ = 1 МПа, расширяется до 10-кратного объема. Получить конеч­ное давление и работу, совершенную воздухом, в изотермическом и адиабатном процессах.

54. Воздух при температуре t₁ = 25°С адиабатно охлаждается до t₂ = -55 °С; давление при этом падает до 0,1 МПа.

Определить начальное давление и работу расширения 1 кг воздуха.

55. Воздух в количестве 3 м³ расширяется политропно от p₁ = 0,54 МПа и t₁ = 45°С до р₂ = 0,15 МПа. Объем, занимаемый при этом воздухом, становится равным 10 м³.

Найти показатель политропы, конечную температуру, полу­ченную работу и количество подведенной теплоты.

56. В цилиндре двигателя с изобарным подводом теплоты сжимается воздух по политропе с показателем п = 1,33.

Определить температуру и давление воздуха в конце сжатия, если степень сжатия (ε = V₁ / V₂) равна 14, t₁ = 77°С и p₁ = 0,1 МПа.

57. В процессе политропного расширения воздуху сообщается 83,7 кДж тепла.

Найти изменение внутренней энергии воздуха и произве­денную работу, если объем воздуха увеличился в 10 раз, а давление его уменьшилось в 8 раз.

58. Воздух расширяется по политропе, совершая при этом работу, равную 270 кДж, причем в одном случае ему сообщается 420 кДж теплоты, а в другом – от воздуха отводится 92 кДж теплоты.

Определить в обоих случаях показатели политропы.

59. 2 м3 воздуха при давлении p₁ = 0,2 МПа и температуре t₁ = 40°С сжимаются до давления p₂ = 1,1 МПа и объема V₂ = 0,5 м³.

Определить показатель политропы, работу сжатия и количество отведенной теплоты.

60. Находящийся в цилиндре двигателя внутреннего сгорания воздух при давлении p₁ = 0,09 МПа и t₁ = 100°С должен быть так сжат, чтобы конечная температура его поднялась до 650°С.

Определить, какое должно быть отношение объема камеры сжатия двигателя к объему, описываемому поршнем, если сжатие происходит по политропе с показателем п = 1,3.

Поиск по сайту: