Примеры решения задач

3. Какой объем занимает 1 кг азота при температуре 70 °С и давлении 0,2 МПа.

Решение

Из характеристического уравнения для 1 кг газа (16) имеем

4. Во сколько раз объем определенной массы газа при -20 °С меньше, чем при +20°C, если давление в обоих случаях одинаковое?

Решение

При постоянном давлении объем газа изменяется по уравнению:

следовательно

5. Определить массу 5 м³ водорода, 5 м³ кислорода и 5 м³ углекислоты при давлении 6 бар и температуре 100 °С.

Решение

Характеристическое уравнение для произвольного количества газа

РV = mRT.

Значение газовой постоянной берем из табл. (приложение А). Получаем

Rн₂. = 4124 дж/(кг·град); Rо₂ = 259,8 дж/(кг·град);

Rco₂ = 188,9 дж/(кг·град).

Следовательно,

Отсюда:

6. Баллон с кислородом емкостью 20 л находится под давлением 10 МПа при 15 °С. После расходования части кислорода давление понизилось до 7,6 МПа, а температура упала до 10 °С.

Определить массу израсходованного кислорода.

Решение

Из характеристического уравнения имеем

m = P V / R T.

Следовательно, начальная и конечная масса кислорода соответственно равны

Таким образом расход кислорода:

7. Сосуд емкостью 10 м³ заполнен 25 кг углекислого газа. Определить абсолютное давление в сосуде, если температура в нем 27 °С.

Решение

Из характеристического уравнения имеем

8. Определить подъемную силу воздушного шара, наполненного водородом, если объем его равен 1 м³ при давлении 750 мм рт. ст. и температуре 15 °С.

Решение

На поверхности земли подъемная сила воздушного шара, наполненного водородом, равна разности сил тяжести (весов) воздуха и водорода в объеме шара:

,

где g = 9,81 м/сек² — ускорение силы тяжести на уровне земли.

Значения плотностей воздуха и водорода могут быть определены из уравнения состояния:

Значения газовых постоянных могут быть легко вычислены или взяты из табл. (приложение А): R_возд = 287 Дж/(кг·град); Rн₂ = 4124 Дж/(кг·град). Так как давление водорода и воздуха равно 750 мм рт. ст., то

Следовательно, подъемная сила шара

9. Какова будет плотность окиси углерода при 20 °С и 710 мм рт. ст., если при 0 °С и 760 мм рт. ст. она равна 1,251 кг/м³?

Решение

Согласно уравнению

Следовательно,

11. В котельной электрической станции за 20 ч работы сожжены 62 т каменного угля, имеющего теплоту сгорания 28900 кДж/кг. Определить среднюю мощность станции, если в электрическую энергию превращено 18% тепла, полученного при сгорании угля.

Поиск по сайту: