Титульная страница Задачника

Сборник задач по ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКЕ

Учебное пособие для энергомашиностроительных техникумов и ВУЗов. Издание пятое. Москва 1973 г.

О.М.Рабинович

separator

 

Глава I. ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ ТЕЛА

Задача 1

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)

Рис.1

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)

Рис.3

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)

Рис.2

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

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

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

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

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)

Рис.39

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

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)

Рис.101

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)

Рис.103

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?

 

Дисциплины по ВУЗам

Популярные Теги технических Дисциплин