Термодинамика и Теплопередача

Задание на контрольную работу №1
с методическими указаниями
по дисциплине для студентов-специалистов 3 курса

ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

     специальности: «Наземные транспортно-технологические средства»
     специализации: «Подъѐмно-транспортные, строительные, дорожные
                                      средства и оборудование»
                 Кафедра: «Теплоэнергетика и водоснабжение
                                    на железнодорожном транспорте»

Москва, 2013 г.

Ссылка на пособие - внизу материала (если кому надо...)

Таблица 1 - Варианты заданий
ЗКР	Последняя цифра учебного шифра
ЗКР	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
№ Вопроса	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1
№ Вопроса	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
№ Задачи	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1
	15	14	13	12	11	12	13	14	14	16
	17	18	19	20	21	18	20	19	19	17
Готовые Варианты по Таб.1 и Таб.2 *(Три Задачи и 2 Вопроса)*
Таб.2 Пред -пос -лед -няя цифра шифра	01	02	03	04	05	06	07	08	09	00
	11	12	13	14	15	16	17	18	19	10
	21	22	23	24	25	26	27	28	29	20
	31	32	33	34	35	36	37	38	39	30
	41	42	43	44	45	46	47	48	49	40
	51	52	53	54	55	56	57	58	59	50
	61	62	63	64	65	66	67	68	69	60
	71	72	73	74	75	76	77	78	79	70
	81	82	83	84	85	86	87	88	89	80
	91	92	93	94	95	96	97	98	99	90
Цена Варианта (3 Задачи и 2 Вопроса) - 500 руб. Zip-архив pdf

Задачи и Вопросы из Вариантов по отдельности:

Задача № 1
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
В цилиндре 1 кг воздуха сжимается в одном случае по изотерме, а в другом — по политропе со средним показателем n = 1,2 так, что объем уменьшается в ε раз. Определить конечные значения температуры, давления и плотности воздуха, а также работу, изменение энтропии в процессах сжатия. Начальные параметры: р₁ = 750 мм рт. ст. и t₁ . Теплоемкость воздуха считать не зависящей от температуры.
Варианты
Вар 00	Вар 10	Вар 20	Вар 30	Вар 40
Вар 50	Вар 60	Вар 70	Вар 80	Вар 90

Задача № 2
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
Смесь идеальных газов заданного массового состава занимает объем V при постоянном абсолютном давлении р и температуре t. Требуется определить газовую постоянную смеси, среднюю молекулярную массу, массу смеси, объемный состав смеси, а так-же среднюю мольную, объемную и массовую теплоемкости смеси (при р = const) для интервала температур 0- t.
Варианты
Вар 09	Вар 19	Вар 29	Вар 39	Вар 49
Вар 59	Вар 69	Вар 79	Вар 89	Вар 99

Задача № 3
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
Смесь идеальных газов заданного массового состава (см. задачу №2) расширяется при постоянной температуре t = 127° так, что отношение конечного объема к начальному равно ε. Определить газовую постоянную, конечные параметры смеси р₂ и V₂, работу расширения, количество теплоты и изменение удельной энтропии в процессе. Для смеси заданы масса G и начальное абсолютное давление р₁. Процесс изобразить в PV- и Ts-диаграммах.
Варианты
Вар 08	Вар 18	Вар 28	Вар 38	Вар 48
Вар 58	Вар 68	Вар 78	Вар 88	Вар 98

Задача № 4
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
Найти объемный состав смеси идеальных газов, заданный массовый долями (см. задачу №2). Определить также парциальные давления компонентов смеси, если абсолютное давление смеси р.
Варианты
Вар 07	Вар 17	Вар 27	Вар 37	Вар 47
Вар 57	Вар 67	Вар 77	Вар 87	Вар 97

Задача № 5
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
В процессе политропного сжатия воздуха G, кг/с, в одноступенчатом поршневом компрессоре отводится теплота в количестве Q, кДж/с. При сжатии от начального абсолютного давления 0,1 МПа температура воздуха возрастает от 15 °С до t₂ . Определить показатель политропы процесса сжатия, конечное давление, удельную работу сжатия и техническую работу на получение сжатого воздуха, Дж/кг. Какова теоретически потребная мощность привода компрессора, кВт.
Варианты
Вар 06	Вар 16	Вар 26	Вар 36	Вар 46
Вар 56	Вар 66	Вар 76	Вар 86	Вар 96

Задача № 6
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
Определить показатель политропы сжатия воздуха в одноступенчатом поршневом компрессоре, если давление в процессе возрастает в β раз. а температура газа изменяется от t₁ = 20°C до t₂. Определить также теплоту процесса, работу процесса, изменение внутренней энергии и энтропии 1 кг газа.
Варианты
Вар 05	Вар 15	Вар 25	Вар 35	Вар 45
Вар 55	Вар 65	Вар 75	Вар 85	Вар 95

Задача № 7
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
Определить количество теплоты, отдаваемое каждым килограммом отработавших газов дизеля в утилизационном котле, где газы при постоянном давлении охлаждаются от температуры t₁ до температуры t₂ . Объемный состав отработавших газов: r_CO2 = 0,08; r_H20 = 0,06; r₀₂ = 0,10; r_N2 = 0,76.
Варианты
Вар 04	Вар 14	Вар 24	Вар 34	Вар 44
Вар 54	Вар 64	Вар 74	Вар 84	Вар 94

Задача № 8
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
Диаметр цилиндров тепловозного дизеля D = 318 мм, ход поршней s = 330 мм, степень сжатия  = 12. Определить теоретическую работу политропного сжатия воздуха в одном цилиндре, изменения удельных значений внутренней энергии и энтропии в процессе. Абсолютное давление воздуха в начале сжатия р₁ = 95 кПа, температура t₁ = 127°C. Показатель политропы процесса сжатия п и теплоемкость воздуха считать не зависящей от температуры.
Варианты
Вар 03	Вар 13	Вар 23	Вар 33	Вар 43
Вар 53	Вар 63	Вар 73	Вар 83	Вар 93

Задача № 9
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
Воздух, имея начальную температуру t₁ = 27°C и абсолютное давление р₁, изотермически расширяется до давления р₂ = 0.1 МПа, а затем нагревается в изохорном процессе до тех пор, пока давление вновь не станет равным р₁. Требуется определить удельный объем воздуха в конце изотермического расширения и температуру в конце изохорного подвода теплоты, а также изменения удельных значений внутренней энергии, энтальпии и энтропии в изохорном процессе. Теплоемкость воздуха считать не зависящей от температуры. Изобразить процессы в pv- и Ts-диаграммах.
Варианты
Вар 02	Вар 12	Вар 22	Вар 32	Вар 42
Вар 52	Вар 62	Вар 72	Вар 82	Вар 92

Задача № 10
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
кг азота, имея начальную температуру t₁ = 0°С. расширяется при постоянном давлении р, при этом удельный объем его увеличивается в n раз. Определить удельный объем и температуру азота в конце процесса, работу в процессе, изменения внутренней энергии и энтропии, а также подведенную теплоту. Средняя массовая теплоемкость азота имеет линейную зависимость от температуры, с_pm = 1,0258 + 0,00008382 t кДж/кг.
Варианты
Вар 01	Вар 11	Вар 21	Вар 31	Вар 41
Вар 51	Вар 61	Вар 71	Вар 81	Вар 91

Задача № 11
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
Определить параметры состояния 1 кг воздуха в конце его адиабатного расширения от давления р₁ до p₂ = 0,1 МПа. Определить также работу процесса и изменение внутренней энергии воздуха. Начальная температура t₁ = 27°С.
Варианты
Вар 05	Вар 15	Вар 25	Вар 35	Вар 45
Вар 55	Вар 65	Вар 75	Вар 85	Вар 95

Задача № 12
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
В установке по приготовлению дистиллированной воды для заправки системы охлаждения тепловозного дизеля насыщенный пар, имея абсолютное давление р₁ и степень сухости х = 0.95, конденсируется и охлаждается до температуры t = 80°С проточной водой. Какое количество воды требуется для приготовления дистиллята в сутки в количестве G. если температурный перепад проточной воды в теплообменнике установки составляет Δt_w? Тепло-обменом рабочих тел установки с окружающей средой пренебречь.
Варианты
Вар 04	Вар 14	Вар 24	Вар 34	Вар 44
Вар 54	Вар 64	Вар 74	Вар 84	Вар 94
Вар 06	Вар 16	Вар 26	Вар 36	Вар 46
Вар 56	Вар 66	Вар 76	Вар 86	Вар 96

Задача № 13
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
В закрытом сосуде объемом 10 M³ находится влажный насыщенный водяной пар с абсолютным давлением р. В объеме пара содержится 30 кг жидкости. Определить массу парообразной фазы в сосуде и степень сухости пара.
Варианты
Вар 03	Вар 13	Вар 23	Вар 33	Вар 43
Вар 53	Вар 63	Вар 73	Вар 83	Вар 93
Вар 07	Вар 17	Вар 27	Вар 37	Вар 47
Вар 57	Вар 67	Вар 77	Вар 87	Вар 97

Задача № 14
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
Влажный насыщенный водяной пар со степенью сухости х перегревается при постоянном абсолютном давлении р до температуры t. На сколько градусов перегрет пар? Какое количество теплоты затрачивается на подсушку и перегрев пара?
Варианты
Вар 02	Вар 12	Вар 22	Вар 32	Вар 42
Вар 52	Вар 62	Вар 72	Вар 82	Вар 92
Вар 08	Вар 18	Вар 28	Вар 38	Вар 48
Вар 58	Вар 68	Вар 78	Вар 88	Вар 98

Задача № 15
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
1 кг перегретого водяного пара, имея температуру t₁ и энтропию s₁, охлаждается в процессе постоянного объема до состояния, когда энтальпия пара становится равной 2500 кДж/кг. Определить, состояние пара и его параметры в конце процесса, а также количество отведенной теплоты. Решение задачи иллюстрировать на is - диаграмме.
Варианты
Вар 01	Вар 11	Вар 21	Вар 31	Вар 41
Вар 51	Вар 61	Вар 71	Вар 81	Вар 91

Задача № 16
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
Влажный насыщенный водяной пар, имея начальные параметры t₁= 139°C и х = 0,94, сжимается в процессе без теплообмена с окружающей средой. При этом объем пара уменьшается в  раз. Определить состояние и параметры пара в конце процесса сжатия, а также изменение удельной энтальпии и работу 1 кг пара в процессе, изобразить процесс в is - диаграмме.
Варианты
Вар 00	Вар 10	Вар 20	Вар 30	Вар 40
Вар 50	Вар 60	Вар 70	Вар 80	Вар 90

Задача № 17
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
Какой должна быть площадь сечения отверстия предохранительного клапана парового котла, чтобы при внезапном прекращении отбора сухого насыщенного пара из него в количестве G абсолютное давление не превысило 1,4 МПа? Атмосферное давление В = 750 мм. рт. ст. Потерей давления на мятие пара, теплообменом при прохождении отверстия и скоростью пара на входе в отверстие клапана пренебречь.
Варианты
Вар 00	Вар 10	Вар 20	Вар 30	Вар 40
Вар 50	Вар 60	Вар 70	Вар 80	Вар 90
Вар 01	Вар 11	Вар 21	Вар 31	Вар 41
Вар 51	Вар 61	Вар 71	Вар 81	Вар 91

Задача № 18
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
Определить основные размеры сопла Лаваля, через которое вытекает воздух в количестве 0,5 кг/с в среду с давлением 0,1 МПа. Начальные параметры газа: абсолютное давление р₁ и температура t₁. Истечение считать адиабатным. Потерями энергии на трение пренебречь. Изобразить в масштабе разрез сопла, приняв при этом угол конусности расширяющейся части равным 10°.
Варианты
Вар 02	Вар 12	Вар 22	Вар 32	Вар 42
Вар 52	Вар 62	Вар 72	Вар 82	Вар 92
Вар 06	Вар 16	Вар 26	Вар 36	Вар 46
Вар 56	Вар 66	Вар 76	Вар 86	Вар 96

Задача № 19
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
В дроссельном клапане парового двигателя водяной пар с начальными параметрами р₁ и t₁ дросселируется до давления 1 МПа, а затем адиабатно расширяется в цилиндре двигателя до давления 0,1 МПа. Определить потерю располагаемой работы пара вследствие дросселирования. Решение задачи проиллюстрировать в is-диаграмме.
Варианты
Вар 03	Вар 13	Вар 23	Вар 33	Вар 43
Вар 53	Вар 63	Вар 73	Вар 83	Вар 93
Вар 08	Вар 18	Вар 28	Вар 38	Вар 48
Вар 58	Вар 68	Вар 78	Вар 88	Вар 98
Вар 09	Вар 19	Вар 29	Вар 39	Вар 49
Вар 59	Вар 69	Вар 79	Вар 89	Вар 99

Задача № 20
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
Влажный насыщенный пар с абсолютным давлением р₁ поступает в дроссельный калориметр для определения его влажности. После дросселирования до давления р₂ = 0.1 МПа температура пара становится равной t₂. Какова влажность пара до дросселирования? Как возрастает удельная энтропия пара в дроссельном калориметре? Решение задачи проиллюстрировать в is-диаграмме.
Варианты
Вар 04	Вар 14	Вар 24	Вар 34	Вар 44
Вар 54	Вар 64	Вар 74	Вар 84	Вар 94
Вар 07	Вар 17	Вар 27	Вар 37	Вар 47
Вар 57	Вар 67	Вар 77	Вар 87	Вар 97

Задача № 21
Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf)
В цилиндры двигателя внутреннего сгорания всасывается 200 кг атмосферного воздуха в час при давлении В = 745 мм рт. ст., температуре t и относительной влажности φ. Какое количество воды всасывается двигателем в час?
Варианты
Вар 05	Вар 15	Вар 25	Вар 35	Вар 45
Вар 55	Вар 65	Вар 75	Вар 85	Вар 95

Вопросы
Цена за 2 Вопроса - 100 руб (pdf)
Вопрос 1. Напишите уравнение состояния идеального газа. Поясните физический смысл газовой постоянной. Как определяют ее значение для газов? Вопрос 20. Каково влияние начальных и конечных параметров пара на термический КПД основного цикла паросиловых установок (цикла Ренкина)? Ответ иллюстрируйте в is диаграмме.
Файл ОТВЕТА
Вопрос 2. Какова связь между массовой, мольной и объемной теплоемкостями газа? Что такое истинная и средняя теплоемкость? Вопрос 19. От каких величин зависит термический КПД теоретического цикла газотурбинной установки с подводом теплоты при постоянном давлении? Изобразите этот цикл в PV и TS диаграмме.
Файл ОТВЕТА
Вопрос 3. Дайте определение внутренней энергии реального и идеального газов. Как найти изменение внутренней энергии идеального газа? Вопрос 18. Назовите теоретические циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания. Изобразите их в рабочих и тепловых диаграммах. Дайте необходимые пояснения.
Файл ОТВЕТА
Вопрос 4. Покажите, как определяется работа в обратимых термодинамических процессах аналитически и графически в PV-диаграмме. Вопрос 17. Изобразите в pv- и Ts-диаграммах термодинамические процессы, протекающие в компрессорах. Почему изотермический процесс сжатия газа в процессах является энергетически более выгодным, чем политропный при n > 1.
Файл ОТВЕТА
Вопрос 5. Приведите формулировку Первого закона термодинамики. Напишите аналитическое выражение этого закона для основных термодинамических процессов. Вопрос 16. Опишите Id − диаграмму влажного воздуха. Каковы простейшие случаи ее применения?
Файл ОТВЕТА
Вопрос 6. Как изменяется температура газа при изобарном и адиабатном расширении? Проиллюстрировать ответ графиками процессов в PV и TS диаграммах. Вопрос 15. Что называется влажным воздухом? Дайте определение влагосодержания, относительной влажности воздуха и температуры точки росы.
Файл ОТВЕТА
Вопрос 7. Что такое энтальпия газа и как определяется изменение энтальпии идеального газа в каком-либо термодинамическом процессе? Вопрос 14. В чем сущность процесса дросселирования и как практически осуществляется этот процесс? Как условно изображается процесс дросселирования в is-диаграмме?
Файл ОТВЕТА
Вопрос 8. Что называется энтропией рабочего тела? Как определяется изменение энтропии идеального газа в термодинамическом процессе? Вопрос 13. Дайте определение процесса истечения газов и паров. По каким формулам подсчитываются скорость и массовый расход рабочего тела при адиабатном истечении?
Файл ОТВЕТА
Вопрос 9. Изобразите в pv - и TS координатах идеальный прямой цикл Карно. Вопрос 12. Изобразите процесс адиабатного расширения пара и адиабатного дросселирования пара в is – диаграмме.
Файл ОТВЕТА
Вопрос 10. В чем состоит содержание Второго закона термодинамики? Приведите основные формулировки этого закона (достаточно привести две формулировки). Вопрос 11. Опишите процесс парообразования в pv- и Ts-диаграммах.
Файл ОТВЕТА

Ссылка на пособие:
Задание на контрольную работу №1 с мет. указ.2013