Сборник задач по ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКЕ
Учебное пособие для энергомашиностроительных техникумов и ВУЗов. Издание пятое. Москва 1973 г.
О.М.Рабинович
Глава I. ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ ТЕЛА
Задача 1
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
1. Масса 1 м3 метана при определенных условиях составляет 0,7 кг. Определить плотность и удельный объем метана при этих условиях.
Задача 2
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
2. Плотность воздуха при определенных условиях равна 1,293 кг/м3. Определить удельный объем воздуха при этих условиях.
Задача 3
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
3. В сосуде объемом 0,9 м3 находится 1,5 кг окиси углерода. Определить удельный объем плотность окиси углерода при указанных условиях.
Задача 4
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
4. Давление воздуха по ртутному барометру равно В = 770 мм при t = 0 ℃. Выразить это давление в Паскалях.
Задача 5
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
5. Давление воздуха измеренное ртутным барометром, равно В = 765 мм при t = 20 ℃. Выразить это давление в Паскалях.
Задача 6
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
6. Определить абсолютное давление в сосуде (см. рис 1), если показание присоединенного к нему ртутного манометра равно 66,7 кПа (500 мм.рт.ст), а атмосферное давление по ртутному барометру составляет 100 кПа (750 мм.рт.ст). Температура воздуха в месте установки приборов равна 0 ℃.
Задача 7
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
7. Найти абсолютное давление в сосуде, если манометр показывает р = 0,13 МПа, а атмосферное давление по ртутному барометру составляет В = 680 мм.рт.ст. (90 660 Па) при t = 25 ℃.
Задача 8
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
8. Определить абсолютное давление в паровом котле, если манометр показывает 2,45 бар, а атмосферное давление по ртутному барометру составляет В = 700 мм при t = 20 ℃.
Задача 9
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
9. Давление в паровом котле р = 0,04 МПа при барометрическом давлении В01 = 96 660 Па (725 мм.рт.ст). Чему будет равно избыточное давление в котле, если показания барометра повысятся до В02 = 104 660 Па (785 мм.рт.ст) а состояние пара в котле останется прежним? Барометрическое давление приведено к 0 ℃.
Задача 10
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
10. Какая высота водяного столба соответствует давлению 10 Па?
Задача 11
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
11. Какая высота ртутного столба соответствует давлению 100 кПа?
Задача 12
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
12. Определить абсолютное давление в конденсаторе паровой турбины, если показание присоединенного к нему ртутного вакуумметра равно 705 мм рт. ст., а показание ртутного барометра, приведенного к 0 ℃ В0 = 747 мм. Температура воздуха в месте установки приборов t = 20 ℃.
Задача 13
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
13. Разряжение в газоходе 1 парового котла измеряется тягомером с наклонной трубкой (рис. 3). Угол наклона трубки α = 30º, длина столба воды l = 160 мм. Определить абсолютное давление газов, если показание ртутного барометра, приведенное к 0 ℃, В0 = 98,7 кПа (734,1 мм.рт.ст)
Задача 14
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
14. Ртутный вакуумметр, присодиненный к сосуду (см рис.2) показывает разряжение р = 56 кПа (420 мм рт. ст.) при температуре ртути в ваккууметре t = 20 ℃. Давление атмосферы по ртутному барометру В = 102,4 кПа (768 мм.рт.ст) при температуре ртути t = 18 ℃. Определить абсолютное давление в сосуде.
Задача 15
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
15. На высоте Н = 2000 м над уровнем моря давление воздуха р1 = 79 кПа, высоте Н = 5000 м давление р2 = 54 кПа, и на высоте Н = 10000 м давление р3 = 29 кПа. По этим данным, а также принимая, что на уровне моря давление воздуха p0 = 101,3 кПа, составить приближенное интерполяционное уравнение вида p = a + bH + cH2 + dH3, дающее зависимость давления воздуха от высоты над уровнем моря.
Задача 16
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
16. Пользуясь формулой, полученной в предыдущей задаче, определить давление воздуха на высоте 7000 м над уровнем моря.
Задача 17
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
17. Для предупреждения испарения ртути, пары которой оказывают вредное действие на человеческий организм, обычно при пользовании ртутными манометрами, над уровнем ртути наливают слой воды. Определить абсолютное давление в сосуде, если разность столбов ртути в U − образном манометре составляет 580 мм при температуре ртути 25 °C, а высота столба воды над ртутью − 150 мм. Атмосферное давление по ртутному барометру равно В = 102,7 кПа при температуре t = 25 °C.
Задача 18
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
18. В трубке вакуумметра высота столбика ртути составляет 570 мм при температуре ртути 20 ℃. Над ртутью находится столбик воды высотой 37 мм. Барометрическое давление воздуха 728 мм рт. ст. при 15 ℃. Определить абсолютное давление в сосуде.
Глава II. ИДЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ И ОСНОВНЫЕ ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ
Задача 34
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Определить плотность окиси углерода (СО) при р = 0,1 МПа и t = 15 ℃.
Задача 35
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Найти плотность и удельный объем двуокиси углерода ( СО2) при нормальных условиях.
Задача 37
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Плотность воздуха при нормальных условиях равна ρ = 1,293 кг/м3. Чему равна плотность воздуха при давлении р = 1,5 МПа и температуре t = 20 ℃
Задача 38
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Определить массу углекислого газа в сосуде с объемом V = 4 м3 при t = 80 ℃. Давление газа по манометру равно 0,04 МПа. Барометрическое давление В = 103990 Па.
Задача 39
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В цилиндре с подвижным поршнем находится V1 = 0,8 м3 воздуха при давлении р1 = 0,5 МПа. Как должен измениться объем, чтобы при повышении давления до р2 = 0,8 МПа температура воздуха не изменилась?
Задача 46
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Определить массу кислорода, содержащегося в баллоне емкостью V = 60 л, если давление кислорода по манометру равно 1,08 МПа. а показание ртутного барометра 99325 Па при температуре t = 25 ℃.
Задача 50
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В цилиндре диаметром 0,6 м содержится 0,41 м3 воздуха при p = 0,25 МПа и t1 = 35 ℃. До какой температуры должен нагреваться воздух при постоянном давлении, чтобы движущийся без трения поршень поднялся на 0,4 м?
Задача 51
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В цилиндрическом сосуде, имеющем внутренний диаметр d = 0,6 м и высоту Н = 2,4 м находится воздух при температуре t = 18 ℃. Давление воздуха составляет 0,765 МПа. Барометрическое давление, приведенное к нулю равно 101858 Па. Определить массу воздуха в сосуде.
Задача 53
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В сосуде объемом 0,5 м3 находится воздух при давлении 0,2 МПа и температуре 20 ℃. Сколько воздуха нужно выкачать из сосуда, чтобы разряжение в нем составило 56 кПа при условии, что температура в сосуде не изменится. Атмосферное давление по ртутному барометру равно 102,4 кПа при температуре ртути в нем, равной 18 ℃, разрежение в сосуде измерено ртутным вакуумметром при температуре ртути в нем, равной 20 ℃.
Задача 62
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Какова будет плотность кислорода при t = 0 ℃ и давлении 600 мм.рт.ст. если при t = 15 ℃ и давлении 760 мм.рт.ст. она равна ρ = 1,310 ккг/м3?
Задача 65
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Масса пустого баллона для кислорода емкостью V = 0,05 м3 равна 80 кг. Определить массу баллона после заполнения его кислородом при температуре t = 20 °C до давления р = 10 МПа.
Задача 71
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Сосуд емкостью 4,2 м3 наполнен 15 кг окиси углерода. Определить давление в сосуде, если температура газа в нем t = 27 ℃.
Задача 72
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Воздух, заключенный в баллон емкостью 0,9 м3 выпускают в атмосферу. Температура его вначале равна 27 ℃. Найти массу выпущенного воздуха, если начальное давление в баллоне составляло 9,32 МПа, после выпуска 4,22 МПа, а температура воздуха снизилась до 17 ℃.
Задача 74
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Поршневой компрессор всасывает в минуту V1 = 3 м3 воздуха при температуре t = 17 ℃ и барометрическом давлении B = 100 кПа и нагнетает его в резервуар, объем которого равен 8,5 м3. За сколько минут компрессор поднимет давление в резервуаре до 0,7 МПа, если температура в нем будет оставаться постоянной? Начальное давление воздуха в резервуаре составляло 100 кПа при температуре 17 ℃.
Глава III. ГАЗОВЫЕ СМЕСИ
Задача 91
Задача 91
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Определить массовый состав газовой смеси, состоящей из углекислого газа и азота, если известно, что парциальное давление углекислого газа рСО2 = 120 кПа, а давление смеси рсм = 300 кПа.
Глава IV. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ГАЗОВ
Задача 94
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Определить значение массовой теплоемкости кислорода при постоянном объеме и постоянном давлении, считая с = const.
Задача 96
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Определить среднюю массовую теплоемкость углекислого газа при постоянном давлении, в пределах 0 - 825 ℃, считая зависимость теплоемкости от температуры нелинейной.
Задача 97
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Вычислить значение истинной мольной теплоемкости кислорода при постоянном давлении для температуры 1000 ℃, считая зависимость теплоемкости от температуры линейной. Найти относительную ошибку по сравнению с табличными данными.
Задача 101
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Вычислить среднюю теплоемкости Cрm и C’vm в пределах 200 − 800 ℃ для СО, считая зависимость теплоемкости от температуры линейной.
Задача 103
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Найти среднюю теплоемкость Срm и С’рm углекислого газа в пределах 400 - 1000℃, считая зависимость теплоемкости от температуры нелинейной.
Задача 104
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Найти среднюю массовую теплоемкость при постоянном объеме для азота в пределах 200 - 800℃, считая зависимость теплоемкости от температуры нелинейной.
Задача 105
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Решить предыдущую задачу при условии, что средняя мольная теплоемкость азота при постоянном давлении может быть определена по формуле:
𝜇𝐶р𝑚 = 28,7340 + 0,0023488𝑡
Задача 108
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Воздух охлаждается от 1000 до 100 ℃ в процессе с постоянным давлением. Какое количество теплоты теряет 1 кг воздуха? Задачу решить, принимая теплоемкость воздуха постоянной, а также с учетом температурной зависимости. Определить относительную ошибку, получаемую в первом случае.
Задача 114
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В регенеративном подогревателе газовой турбины воздух нагревается от 150 до 600 ℃. Найти количество теплоты, сообщенное воздуху в единицу времени, если расход его составляет 360 кг/ч. Зависимость теплоемкости от температуры принять нелинейной.
Глава V. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
Задача 120
Задача 120
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Мощность турбогенератора 12000 кВт, КПД генератора 0,97. Какое количество воздуха нужно пропустить через генератор для его охлаждения, если конечная температура воздуха не должна превышать 55 °С? Температура в машинном отделении равна 20 °С; среднюю теплоемкость воздуха принять равной 1,0 кДж/(кг⋅К).
Глава VI. ОСНОВНЫЕ ГАЗОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
Задача 150
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Газ при давлении р1 = 1 МПа и температуре t1 = 20 ℃ нагревается при постоянном объеме до t2 = 300 ℃. Найти конечное давление газа.
Задача 151
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В закрытом сосуде емкостью V = 0,3 м3 содержится 2,75 кг воздуха при давлении р1 = 0,8 МПа и температуре t1 = 25 ℃. Определить давление и удельный объем после охлаждения воздуха до 0 ℃.
Задача 153
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В закрытом сосуде заключен газ при давлении р1 = 2,8 МПа и температуре t1 = 120 ℃. Чему будет равно конечное давление, если температура снизится до t2 = 25 ℃?
Задача 154
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В закрытом сосуде находится газ при разряжении рвак1 = 2666 Па и температуре t1 = 10 ℃. Показание барометра – В = 100 кПа. После охлаждения разряжение стало равным рвак2 = 20 кПа. Определить конечную температуру газа.
Задача 157
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В закрытом сосуде емкостью V = 0,5 м3 содержится двуокись углерода при р1 = 0,6 МПа и t1 = 527 ℃. Как изменится давление газа, если о него отнять Q = 420 кДж. Принять зависимость С = f(t) линейной.
Задача 159
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
До какой температуры нужно охладить V = 0,8 м3 воздуха, с начальным давлением р1 = 0,3 МПа и температурой t1 = 15 ℃, чтобы давление при постоянном объеме понизилось до р2 = 0,1 МПа. Какое количество тепла нужно для этого отвести? Теплоемкость воздуха принять постоянной.
Задача 163
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В калориметрической бомбе емкостью 300 см3 находится кислород при давлении р1 = 2,6 МПа и температуре t1 = 22 ℃. Найти температуру кислорода при подводе к нему теплоты в количестве Q = 4,19 кДж, считая зависимость теплоемкости от температуры линейной.
Задача 164
Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)
Какое количество тепла необходимо затратить, чтобы нагреть 2 м3 воздуха при постоянном избыточном давлении р = 0,2 МПа от t1 = 100 ℃ до t2 = 500 ℃? Какую работу совершит воздух? Давление атмосферы принять равным В = 101325 Па.
Задача 165
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Определить количество теплоты, необходимое для нагревания 2000 м3 воздуха при постоянном давлении р = 0,5 МПа от t1 = 150 ℃ до t2 = 600 ℃. Зависимость теплоемкости от температуры считать нелинейной.
Задача 168
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
V1 = 0,2 м3 воздуха с начальной температурой t1 = 18 ℃ подогревают в цилиндре диаметром d = 0,5 м при постоянном давлении р = 0,2 МПа до температуры t2 = 200 ℃. Определить работу расширения, перемещение поршня и количество затраченной теплоты, считая зависимость теплоемкости от температуры линейной.
Задача 169
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Для использования отходящих газов двигателя мощностью N = 2500 кВт установлен подогреватель, через который проходит 60000 м3/ч воздуха при температуре t1 = 15 ℃ и давлении p = 0,101 МПа. Температура воздуха после подогревателя равна 75 ℃. Определить, какая часть теплоты топлива использована в подогревателе? К. п. д. двигателя принять равным η = 0,33. Зависимость теплоемкости от температуры считать линейной.
Задача 171
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
2 м3 воздуха с начальной температурой t1 = 15 ℃ расширяются при постоянном давлении до 3 м3, вследствие сообщения газу 837 кДж теплоты. Определить конечную температуру, давление газа в процессе и работу расширения.
Задача 174
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В цилиндре двигателя внутреннего сгорания находится воздух при температуре 500 ℃. Вследствие подвода теплоты конечный объем воздуха увеличился в ε = 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.
Задача 180
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Воздух в количестве 0,5 кг при p1 = 0,5 МПа и t1 = 30 ℃ расширяется изотермически до пятикратного объема. Определить работу, совершаемую газом, конечное давление и количество теплоты, сообщаемое газу.
Задача 182
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
8 м3 воздуха при p1 = 0,09 МПа и t1 = 20 ℃ сжимаются при постоянной температуре до 0,81 МПа. Определить конечный объем, затраченную работу и количество теплоты, которое необходимо отвести от газа.
Задача 183
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
При изотермическом сжатии V1 = 0,3 м3 воздуха с начальными параметрами р1 = 1 МПа и t1 = 300 ℃ отводится 500 кДж теплоты. Определить конечный объем V2 и конечное давление р2.
Задача 185
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Воздух при давлении р1 = 0,1 МПа и температуре t1 = 27 ℃ сжимается в компрессоре до р2 = 3,5 МПа. Определить величину работы L, затраченной на сжатие 100 кг воздуха, если воздух сжимается изотермически.
Задача 187
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Воздуху в количестве 0,1 м3 при p1 = 1 МПа и t1 = 200 ℃ сообщается 125 кДж теплоты, температура его при этом не изменяется. Определить конечное давление, конечный объем и получаемую работу.
Задача 188
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
При изотермическом сжатии 2,1 м3 азота, взятого при p1 = 0,1 МПа, от газа отводится 335 кДж теплоты. Найти конечный объем V2, конечное давление р2 и затраченную работу L.
Задача 196
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
1 кг воздуха при температуре t1 = 15 ℃ и начальном давлении р1 = 0,1 МПа адиабатно сжимается до р2 = 0,8 МПа. Найти работу, конечный объем и конечную температуру.
Задача 198
Цена - 100 руб. (pdf) - 120 руб. (word)
1 кг воздуха, занимающий объем v1 = 0,0887 м3/кг при р1 = 1 МПа расширяется до 10 – кратного объема. Получить конечное давление и работу, совершенную воздухом в изотермическом и адиабатном процессах.
Задача 200
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
0,8 м3 углекислого газа при температуре t1 = 20 ℃ и начальном давлении р1 = 0,7 МПа адиабатно расширяются до трехкратного объема. Определить конечные параметры t2 и р2 и величину полученной работы L. (k принять равным = 1,28).
Задача 202
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
До какого давления нужно адиабатно сжать смесь воздуха и паров бензина, чтобы в результате повышения температуры произошло самовоспламенение смеси? Начальные параметры р1 = 0,1 МПа, t1 = 15 ℃. Температура самовоспламенения смеси t2 = 550 ℃. k = 1,39.
Задача 206
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В цилиндре газового двигателя находится газовая смесь при давлении р1 = 0,1 МПа и температуре t1 = 50 ℃. Объем камеры сжатия двигателя составляет 16 % от объема, описываемого поршнем. Определить конечное давление и конечную температуру газовой смеси при адиабатном ее сжатии. Показатель адиабаты принять равным 1,38.
Задача 219
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Воздух в количестве 3 м3 расширяется политропно от р1 = 0,54 МПа и t1 = 45 ℃ 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.
Задача 220
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В цилиндре двигателя с изобарным подводом теплоты по политропе с показателем m = 1,33. Определить температуру и давление воздуха в конце сжатия, если степень сжатия (ε = V1/V2) равна 14, t1 = 77 ℃ и p1 = 0,1 МПа.
Задача 222
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В процессе политропного сжатия затрачивается работа, равная 195 кДж, причем в одном случае от газа отводится 250 кДж, а в другом — газу сообщается 42 кДж. Определить показатели обеих политроп.
Задача 223
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
1,5 м3 воздуха сжимаются от р1 = 0,1 МПа и t1 = 17 ℃ до р2 = 0,7 МПа. Конечная температура при этом равна t2 = 100 ℃. Какое количество теплоты требуется отвести, какую работу затратить и каков показатель политропы?
Задача 225
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Горючая смесь в цилиндре двигателя, имеющая температуру t1 = 100 ℃ и давление р1 = 0,09 МПа подвергается сжатию по политропе с показателем m = 1,33. Определить конечное давление и степень сжатия в момент, когда температура достигнет t2 = 400 ℃.
Задача 226
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
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.
Задача 229
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Смесь коксового газа с воздухом сжимается по политропе с показателем m = 1,38; начальное давление р1 = 0,1 МПа, начальная температура t1 = 50 ℃. Определить конечную температуру и давление, если степень сжатия ε = 4.
Задача 230
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В газовом двигателе политропно сжимается горючая смесь [R = 340 Дж/(кг∙ К)] до температуры 450 ℃. Начальное давление смеси p1 = 0,09 МПа, начальная температура t1 = 80 ℃. Показатель политропы m = 1,35. Найти работу сжатия и степень сжатия.
Задача 233
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
1 кг воздуха при давлении p1 = 0,4 МПа и температуре t1 = 100 ℃ расширяется до давления p2 = 0,1 МПа. Найти конечную температуру, количество теплоты и совершенную работу, если расширение происходит: а) изохорно, б) изотермически, в) адиабатно и г) политропно с показателем m = 1,2.
Глава VII. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
Задача 241
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
1 кг воздуха сжимается от р1 = 0,1 МПа и t1 = 15 ℃ до р2 = 0,5 МПа и t2 = 100 ℃. Определить изменение энтропии. Теплоемкость считать постоянной.
Задача 243
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В диаграмме TS для идеального газа нанесены три изобары (рис. 22). Две крайние изобары относятся к давлениям соответственно 0,1 и 10 МПа. Определить, какое давление относится к средней изобаре.
Задача 245
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Найти приращение энтропии 3 кг воздуха а) при нагревании его по изобаре от 0 до 400 ℃; б) при нагревании его по изохоре от 0 до 880 ℃; в) при изотермическом расширении с увеличением объема в 16 раз. Теплоемкость считать постоянной.
Задача 246
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
1 кг воздуха сжимается по политропе от р1 = 0,1 МПа и t1 = 20 ℃ до р2 = 0,8 МПа при m = 1,2. Определить конечную температуру, изменение энтропии, количество подведенной теплоты и затраченную работу.
Задача 252
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
1 кг воздуха расширяется по адиабате от р1 = 0,6 МПа и t1 = 130 ℃ до р2 = 0,2 МПа. Определить конечную температуру, пользуясь диаграммой TS.
Задача 253
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
1 кг воздуха при р1 = 0,09 МПа и t1 = 100 ℃ сжимается по адиабате так, что его объем уменьшается в 16 раз. Определить конечную температуру, конечное давление пользуясь диаграммой TS.
Задача 255
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В сосуде объемом V = 200 л находится углекислота при температуре t1 = 20 ℃ и давлении р = 10 МПа. Температура среды t0 = 20 ℃, давление среды р0 = 0,1 МПа. Определить максимальную полезную работу, которую может произвести находящаяся в сосуде углекислота.
Задача 256
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
Торпеда приводится в действие и управляется автоматически, двигаясь на заданной глубине. Для двигателя торпеды используется имеющийся в ней запас сжатого воздуха. Найти максимальную полезную работу, которую может произвести воздушный двигатель торпеды, если объем сжатого воздуха в ней V1 = 170 л, давление p1 = 18 МПа, а температура воздуха и морской воды t0 = 10 ℃. Торпеда отрегулирована на движение под уровнем моря на глубине 4 м. Определить также силу, с которой торпеда устремляется вперед, если радиус ее действия должен быть равен r = 4 км, а потерями привода можно пренебречь.
Задача 258
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
В сосуде объемом 400 л заключен воздух при давлении p1 = 0,1 МПа и температуре t1 = −40 ℃. Параметры среды p0 = 0,1 МПа и t0 = 20 ℃. Определить максимально полезную работу, которую может произвести воздух, заключенный в сосуде. Представить процесс в диаграммах pv и TS.
Глава VIII. КРУГОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
Задача 259
Задача 259
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
К газу в круговом процессе подведено 250 кДж теплоты. Термический КПД равен 0,46. Найти работу, полученную за цикл.
Задача 262
Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)
1 кг воздуха совершает цикл Карно между температурами t1 = 327 ℃ и t2 = 27 ℃; наивысшее давление при этом составляет р1 = 2 МПа, а наинизшее р3 = 0,12 МПа. Определить параметры состояния воздуха в характерных точках, работу, термический КПД цикла и количества подведенной и отведенной теплоты.
Задача 263
Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)
1 кг воздуха совершает цикл Карно между температурами t1 = 327 ℃ и t2 = 27 ℃; наивысшее давление при этом составляет р1 = 1 МПа, а наинизшее р3 = 0,12 МПа. Определить параметры состояния воздуха в характерных точках, работу, термический КПД цикла и количества подведенной и отведенной теплоты.
Задача 265
Цена - 200 руб. (pdf) - 250 руб. (word)
265. Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при ν = сопst определить параметры характерных для цикла точек, количества подведенной и отведенной теплоты, термический к. п. д. цикла и его полезную работу, если дано: Р1 = 0,1 МПа; t1 = 100 °С; ε = 6; λ = 1,6; k = 1,4. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.
Задача 266
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
266. В цикле поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при v = const степень сжатия ε = 5, степень увеличения давления λ = 1,5. Определить термический КПД этого цикла, а также КПД цикла Карно, совершающийся при тех же предельных температурах. Рабочее тело – воздух. Теплоемкость принять постоянной.
Задача 270
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
270.Температура воспламенения топлива, подаваемого в цилиндр двигателя с изобарным подводом теплоты равна 800 ℃. Определить минимальное значение степени сжатия ε, если начальная температура воздуха t1 = 77 ℃. Сжатие считать адиабатным, k — 1,4.
Задача 283
Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)
283. Для идеального цикла газовой турбины с подводом теплоты при p = const (см. рис. 39) определить параметры в характерных точках, полезную работу, термический к.п.д., количество подведенной и отведенной теплоты. Дано: p1 = 0, МПа; t1 = 17 ℃; t3 = 600 ℃; λ = p3/p1 = 8. Рабочее тело – воздух. Теплоемкость принять постоянной.
Глава IX. ВОДЯНОЙ ПАР
Задача 349
Задача 349
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
349. Для регулирования температуры перегретого пара в некоторых случаях к нему примешивают насыщенный пар.
Определить, какое количество насыщенного пара при давлении 4 МПа над прибавить к 1 кг перегретого пара при 3,9 МПа и 470 ℃ для снижения температуры пара до 450 ℃ при неизменном давлении.
Задача 359
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
359. V = 1 м3 пара при давлении р = 0,981 МПа и температуре t1 = 300 ℃ охлаждается при постоянном объеме до t2 = 100 ℃. Определить количество теплоты, отданное паром.
Глава X. ИСТЕЧЕНИЕ ГАЗОВ И ПАРОВ
Задача 393
Задача 393
Цена - 100 руб. (pdf) - 130 руб. (word)
393. Найти теоретическую скорость адиабатного истечения и секундный расход если абсолютное давление азота перед соплом р1 = 7 МПа, p2 = 4,5 МПа, t1 = 50 °С, f = 10 мм2.
Задача 396
Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)
396. К соплам газовой турбины подводятся продукты сгорания топлива при давлении p1 = 1 МПа и температуре t1 = 600 °C. Давление за соплами p2 = 0,12 МПа. Расход газа, отнесенный к одному соплу M = 1440 кг/ч. Определить размеры сопла. Истечение считать адиабатным. Угол конусности принять равным 10°. Принять, что продукты сгорания обладают свойствами воздуха.
Задача 397
Цена - 100 руб. (pdf) - 130 руб. (word)
397. Определить теоретическую скорость адиабатного истечения воздуха через сопло Лаваля, если р1 = 0,8 МПа и t1 = 20 °C, а давление среды на выходе из сопла p2 = 0,1 МПа. Сравнить полученную скорость с критической.
Глава XI. ЦИКЛЫ ПАРОСИЛОВЫХ УСТАНОВОК
Задача 423
Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)
423. Сравнить термический к.п.д. идеальных циклов, работающих при одинаковых начальных и конечных давлениях р1 = 2 МПа и р2 = 0,02 МПа, если в одном случае пар влажный со степенью сухости х = 0,9, в другом сухой насыщенный и в третьем перегретый с температурой t1 = 300 ℃
Задача 425
Цена - 100 руб. (pdf) - 130 руб. (word)
425. Найти термический к.п.д. и мощность паровой машины, работающей по циклу Ренкина при следующих условиях: при впуске пар имеет давление р1 = 1,5 МПа и температуру t1 = 300 ℃; давление пара при выпуске р2 = 0,01 МПа; часовой расход пара составляет 940 кг/ч.
Задача 427
Цена - 180 руб. (pdf) - 200 руб. (word)
427. Определить термический КПД цикла Ренкина для следующих параметров. 1. р1 = 3,5 МПа; t1 = 435 ℃; p2 = 0,004 МПа. 2. р1 = 9 МПа; t1 = 500 ℃; p2 = 0,004 МПа. 3. р1 = 13 МПа; t1 = 565 ℃; p2 = 0,0035 МПа. 4. р1 = 30 МПа; t1 = 650 ℃; p2 = 0,03 МПа.
Задача 431
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
431. На электростанции сжигается топливо с теплотой сгорания 𝑄рн = 30 МДж/кг. Определить удельный расход топлива на 1 кВт∙ч, если известны следующие данные: ηк.у = 0,8; ηп = 0,97; ηt = 0,4; ηoi = 0,82; ηм = 0,98; ηг = 0,97. Определить также удельный расход теплоты на 1 кВт∙ч.
Задача 432
Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)
432. Определить КПД электростанции, если удельный расход теплоты на 1 кВт∙ч равен 12140 кДж.
Задача 433
Цена - 100 руб. (pdf) - 120 руб. (word)
433. Паровая турбина мощностью N = 25 МВт работает при начальных параметрах р1 = 3,5 МПа и t1 = 400 ℃. Конечное давление пара р2 = 0,004 МПа. Определить часовой расход топлива при полной нагрузке паровой турбины, если к.п.д. котельной установки ηк.у = 0,82, теплота сгорания топлива 𝑄рн = 41870 кДж/кг, а температура питательной воды tп.в = 88 °С. Считать, что турбина работает по циклу Ренкина.
Задача 439
Цена - 200 руб. (pdf) - 300 руб. (word)
439. На рис. 101 представлена схема паросиловой установки, в которой осуществлен вторичный перегрев пара до первоначальной температуры. В этой схеме: ПК — паровой котел; ВП — вторичный пароперегреватель; Т — турбина; К — конденсатор; КН — конденсационный насос; ПН — питательный насос. Начальные параметры пара: р1 = 10 МПа, t1 = 450 ℃; давление в конденсаторе р2 = 0,004 МПа. Внутренний относительный к. п. д. η0i = 0,8. Вторично пар перегревается при давлении p’ = 1,8 МПа.
Определить уменьшение влажности пара на выходе его из турбины вследствие введения вторичного перегрева, удельные расходы теплоты при вторичном перегреве и без него и достигнутую экономию теплоты.
Задача 446
Цена - 180 руб. (pdf) - 200 руб. (word)
446. Турбина мощностью N = 24 МВт работает при параметрах р1 = 2,6 МПа и t1 = 420 ℃. Конечное давление пара р2 = 0,004 МПа. Для подогрева питательной воды из турбины отбирается пар при ротб = 0,12 МПа. Определить термический КПД и удельный расход пара. Определить также улучшение термического КПД в сравнении с такой же установкой, но работающей без регенеративного подогрева.
Задача 447
Цена - 150 руб. (pdf) - 250 руб. (word)
447. Из паровой турбины мощностью 𝑁 = 25000 кВт, работающей при р1 = 9 МПа, t1 = 480 °С, р2 = 4 кПа, производится два регенеративных отбора: один при давлении ротб1 = 1 МПа и другой при ротб2 = 0,12 МПа (рис. 103).
Определить термический к.п.д. установки, улучшение термического к.п.д. по сравнению с циклом Ренкина и часовой расход пара через каждый отбор.
Задача 450
Цена - 200 руб. (pdf) - 230 руб. (word)
450. Пароводяная установка мощностью 5000 кВт работает по циклу Ренкина. Начальные параметры р1 = 3 МПа и t1 = 450 ℃. Давление пара в конденсаторе р2 = 0,004 МПа. Определить КПД цикла, если к нему присоединить ртутный цикл, высший температурный предел которого будет таким же, как и у цикла с водяным паром.
Глава XII. ЦИКЛЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК
Задача 452
Задача 452
Цена - 150 руб. (pdf) - 250 руб. (word)
452. Воздушная холодильная установка имеет холодопроизводительность Q = 837 МДж/ч. Состояние воздуха, всасываемого компрессором, характеризуется давлением р1 = 0,1 МПа и температурой t1 = -10 ℃. Давление воздуха после сжатия р2 = 0,4 МПа. Температура воздуха, поступающего в расширительный цилиндр, равна 20 ℃. Определить теоретическую мощность двигателя компрессора и расширительного цилиндра, холодильный коэффициент установки, расход холодильного агента (воздуха), а также количество теплоты, передаваемой охлаждающей воде.
Задача 453
Цена - 180 руб. (pdf) - 200 руб. (word)
453. Холодопроизводительность воздушной холодильной установки Q0 = 83,7 МДж/ч. Определить ее холодильный коэффициент и потребную теоретическую мощность двигателя, если известно, что максимальное давление воздуха в установке р2 = 0,5 МПа, минимальное давление р1 = 0,11 МПа, температура воздуха в начале сжатия t1 = 0 °C, а при выходе из охладителя t3 = 20 °C. Сжатие и расширение воздуха принять политропным с показателем политропы m = 1,28.
Задача 460
Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)
460. Компрессор углекислотной холодильной установки всасывает сухой пар и сжимает его по адиабате. Температура испарения углекислоты t1 = −10 ℃, а температура конденсации t3 = 20 ℃. После конденсации жидкая углекислота расширяется в редукционном вентиле. Определить тепловую нагрузку конденсатора, если холодопроизводительность углекислотной установки равна Q0 = 419 МДж/ч. Представить цикл в диаграмме Ts.
Задача 462
Цена - 150 руб. (pdf) - 250 руб. (word)
462. Аммиачная холодильная установка производительностью Q0 = 116,3 кДж/с работает при температуре испарения t1 = − 15 ℃. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным. Температура конденсации t2 = 30 ℃, причем конденсат переохлажден до t = 25 ℃. Определить холодильный коэффициент теоретического цикла, часовой расход аммиака и теоретическую мощность двигателя холодильной машины. Задачу решить, пользуясь диаграммой i = lgр.
Задача 464
Цена - 200 руб. (pdf) - 280 руб. (word)
464. Аммиачная холодильная установка должна производить 500 кг/ч льда при 0 ℃ из воды, имеющей температуру 20 ℃. Компрессор этой установки всасывает пар аммиака при температуре – 10 ℃ и степени сухости х = 0,98 и сжимает его адиабатно до давления 1 МПа. Из компрессора пар аммиака поступает в конденсатор, конденсируется в нем, причем жидкий аммиак переохлаждается до 15 ℃. После дросселирования аммиак поступает в испаритель, где он испаряется при температуре – 10 ℃ и вновь всасывается компрессором.
Определить часовой расход аммиака, холодопроизводительность установки, количество теплоты, отводимой в конденсаторе охлаждающей водой, степень сухости аммиака в конце дросселирования и теоретическую мощность двигателя для привода компрессора. Представить цикл в диаграмме Ts. Сравнить значение холодильных коэффициентов данного цикла и цикла Карно, осуществляемого в том же интервале температур. Теплоту плавления льда принять равной 331 кДж/кг.
Глава XIII. ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ
Задача 471
Задача 471
Цена - 100 руб. (pdf) - 120 руб. (word)
471. Газовый двигатель всасывает Q = 500 м3/ч воздуха при t = 25 ℃. Относительная влажность воздуха φ = 0,4. Какое количество водяного пара всасывается двигателем в час?
Задача 472
Цена - 100 руб. (pdf) - 130 руб. (word)
472. Состояние влажного воздуха характеризуется температурой t = 25 ℃ и относительной влажностью φ = 0,8. Барометрическое давление В = 99325 Па (745 мм рт. ст.). Найти парциальное давление пара в воздухе и его влагосодержание.
Задача 475
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
475. Определить истинную температуру мокрого термометра tм, если сухой термометр психрометра показывает температуру tс = 35 ℃, а мокрый термометр температуру t’м = 15 ℃. Скорость движения воздуха w = 0,25 м/с.
Задача 478
Цена - 100 руб. (pdf) - 130 руб. (word)
478. В сушилку помещен материал, от которого нужно отнять 3000 кг воды. Температура наружного воздуха t1 = 10 ºС при относительной влажности φ = 0,4. При входе в сушилку воздух подогревается и выходит из нее при t2 = 40 ºС и φ = 0,85. Определить количество воздуха, которое необходимо пропустить через сушилку.
Задача 480
Цена - 80 руб. (pdf) - 100 руб. (word)
480. Состояние влажного воздуха характеризуется следующими параметрами: tс = 60 ℃ и φ = 10 %. Определить истинную температуру мокрого термометра и температуру точки росы.
Глава XIV. ТЕРМОДИНАМИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Задача 497
Задача 497
Цена - 120 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
497. Определить степень диссоциации водяного пара в цилиндре двигателя с воспламенением от сжатия при Т = 2000 К, если давление в цилиндре р = 0,41 МПа, а константа равновесия Кp = 4,9∙10-6?