Высшая школа технологии и энергетики СПбГУПТД

Техническая термодинамика

Министерство высшего и среднего специального образования
Е.В.Балахонцев, В.В.Мурзаков
ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА
Методические указания и контрольные задания
для студентов-заочников теплоэнергетических специальностей
высших учебных заведений
Издание третье
Москва
1981

Стоимость одной готовой задачи уточняйте при заказе
Выполнены следующие задачи:

Контрольная работа 2

Задача 1
4 кг воздуха расширяются изотермически при температуре 50 так, что его объем возрастает в 3,5 раза, а давление становится равным 0,1 МПа. Определить начальный и конечный объемы газа, количество подводимого к нему тепла и изменение его энтропии.

Задача 2
3 м3 метана с начальным абсолютным давлением 0,2 МПа при температуре 70 С расширяются изотермически до объема 5,7 м3. Определить количество газа, участвующего в процессе, количество подводимого к нему тепла и изменение его энтропии.

Задача 3
4 кг углекислого газа с начальным абсолютным давлением 0.8 МПа при температуре 50 С расширяются изотермически с подводом тепла в количестве 50 кДж. Определить начальный и конечный объемы газа, а также изменение его энтропии.

Задача 4
5 м3 кислорода с начальным абсолютным давлением 0,1 МПа при температуре С сжимаются изотермически с отводом тепла в количестве 20 кДж/кг. Определить количество газа, участвующего в процессе, а также его конечный объем и изменение его энтропии.

Задача 5
6 кг окиси углерода сжимается изотермически при температуре 60 С так, что его объем уменьшается в 2,3 раза, а давление становится равным 0,25 МПа. Определить начальный и конечный объемы газа, количество отводимого от газа тепла и изменение его энтропии.

Задача 6
2 кг азота с начальной температурой 300 С и абсолютным давлением 0.8 МПа адиабатно расширяются с понижением давления до 0.5 МПа. Найти начальный и конечный объемы газа, конечную температуру, работу расширения и изменение энтальпии газа.

Задача 7
3 м3 углекислого газа с начальной температурой 400 С и абсолютным давлением 0,5 МПа адиабатно расширяются до объема 5 м3. Определить конечные температуру и давление газа, работу расширения и изменение энтальпии газа.

Задача 8
2 кг метана с начальной температурой 400 С и абсолютным давлением 0,6 МПа адиабатно расширяются так, что внутренняя энергия его уменьшается на 50 кДж. Определить начальный и конечный объемы газа, а также конечную температуру и давление его. Найти также изменение энтальпии газа.

Задача 9
1 кг кислорода с начальной температурой 20 С и абсолютным давлением 0.1 МПа адиабатно сжимается с повышением давления до МПа. Определить начальный и конечный удельный объемы газа, конечную температуру его, изменение внутренней энергии и изменение энтальпии газа.

Задача 10
4 м3 окиси углерода с начальной температурой С и абсолютным давлением МПа адиабатно сжимаются так, что внутренняя энергия каждого килограмма газа увеличивается на 10 кДж. Определить количество газа, а также конечные параметры и изменение его энтальпии.

Задача 11
В процессе политропного расширения 2 кг воздуха к нему подводится 600 кДж тепла. При этом его внутренняя энергия увеличилась на 300 кДж. Определить показатель политропы, работу расширения, а также конечные параметры воздуха, если начальная температура его С, а абсолютное давление МПа. Изобразить процесс в и диаграммах.

Задача 12
1 кг азота, имея начальную температуру 400 С и абсолютное давление 1,3 МПа, в политропном процессе совершает работу 400 кДж/кг, при этом внутренняя энергия его уменьшается на 200 кДж/кг. Определить показатель политропы, участвующее в процессе тепло, а также конечные параметры азота. Изобразить процесс в диаграммах.

Задача 13
В процессе политропного сжатия 3 кг окиси углерода к нему подводится 300 кДж тепла и затрачивается работа 450 кДж. Определить показатель политропы, изменение внутренней энергии, а также конечные параметры газа, если начальная температура его 27, а абсолютное давление 0.1 МПа. Изобразить процесс в pv- и Ts- диаграммах.

Задача 14
4 м3 воздуха, имея начальную температуру 60 С и абсолютное давление 0.13 МПа, сжимаются политропно до давления 0.65 МПа. Определить количество подведенного тепла, работу сжатия, изменение внутренней энергии и энтропии, если показатель политропы 1.3. Представить процесс в pv- и Ts- диаграммах.

Задача 15
3 м3 азота, имея начальную температуру 47 С и абсолютное давление 0.6 МПа, расширяется политропно до абсолютного давления МПа, при этом объем азота становится равным м3. Определить показатель политропы, конечную температуру, работу, участвующее в процессе тепло и изменение энтропии газа. Процесс изобразить в диаграммах.

Задача 16
В процессе политропного сжатия кислорода затрачивается работа кДж, причем в одном случае от кислорода отводится 600 кДж, а в другом – кислороду сообщается 100 кДж тепла. Определить показатели обеих политроп. Процессы изобразить в и диаграммах.

Задача 17
В процессе политропного расширения воздуху сообщается 120 кДж тепла. Определить изменение внутренней энергии воздуха и энтальпию его, а также произведенную работу, если объем воздуха увеличился в 10 раз, а абсолютное давление его уменьшилось в 15 раз. Изобразить процесс в pv- и Ts- диаграммах.

Задача 18
Углекислый газ с начальной температурой 70 С и абсолютным давлением 0,1 МПа необходимо довести до давления 0,14 МПа так, чтобы отношение подведенного к газу тепла к совершенной газом работе составляло 10. Считая процесс политропным, определить теплоемкость указанного процесса и конечную температуру газа. Изобразить процесс в диаграммах.

Задача 19
В процессе расширения кислорода были зафиксированы три равновесных состояния, для которых параметры имеют следующие значения: 1) МПа, ; 2) МПа, м3/кг; 3) м3/кг; С. Доказать, что этот процесс является политропным и определить показатель политропы.

Задача 20
В центробежном компрессоре воздух политропно сжимается от абсолютного давления МПа и температуры С до давления МПа и температуры С. Определить величину показателя политропы сжатия, подведенное тепло (на 1 кг), изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Изобразить процесс в диаграммах.

Задача 21
Определить численные значения постоянных a и b в уравнении состояния Ван-дер-Ваальса для углекислоты, если известны ее критические параметры: температура 31.05 С и абсолютное давление 7.383 МПа.

Задача 22
Определить численные значения постоянных а и b в уравнении состояния Бертло для углекислоты, если известны ее критические параметры: температура 31,05 С и абсолютное давление 7,383 МПа.

Задача 23
Определить численные значения постоянных a и b в уравнении состояния Ван-дер-Ваальса для водяного пара, если для него известны критические параметры: 374,1 С и 22,12 МПа.

Задача 24
Определить численные значения постоянных a и b в уравнении состояния Бертло для водяного пара, если для него известны критические параметры.

Задача 25
Определить численные значения постоянных а и b в уравнении состояния Дитеричи для углекислоты, если известны ее критические параметры: температура 31,05 С, абсолютное давление 7,383 МПа и удельный объем 0,00214 м3/кг.

Задача 26
Используя дифференциальное уравнение, вывести зависимость внутренней энергии от температуры и удельного объема реального газа, подчиняющегося уравнению состояния Ван-дер-Ваальса. Определить для 1 кг углекислоты внутреннюю энергию при С и м3/кг, если Н∙м4/моль2. Теплоемкость для взять при заданной температуре из табл.5.

Задача 27
Используя дифференциальное уравнение, вывести зависимость энтальпии от температуры и удельного объема реального газа, подчиняющегося уравнению состояния Ван-дер-Ваальса.
Определить для 1 кг водяного пара энтальпию при С и м3/кг, если Н∙м4/кг2, м3/кг.

Задача 28
Используя дифференциальное уравнение и принимая в первом приближении теплоемкость, вывести уравнение адиабаты для реального газа, подчиняющегося уравнению состояния Ван-дер-Ваальса. Определить для водяного пара конечную температуру и абсолютное давление, если начальное состояние водяного пара характеризуется температурой 150 С и удельным объемом 0,5 м3/кг. В процессе адиабатного сжатия объем пара уменьшился в 5 раз.

Задача 29
1 кг СО2 расширяется при постоянной температуре 100 С. При этом удельный объем газа увеличивается с 0,5 м3/кг до 2,5 м3/кг. Определить работу расширения по формуле, если принять, что СО2 подчиняется уравнению состояния Ван-дер-Ваальса. Определить работу, если считать СО2 идеальным газом.

Задача 30
1 кг водяного пара расширяется при постоянной температуре 300 С. При этом удельный объем газа увеличивается с 0,03 м3/кг до 0,5 м3/кг. Определить работу расширения по формуле, если принять, что водяной пар подчиняется уравнению состояния Бертло, где Нм4К/кг2 и м3/кг. Определить работу, если считать водяной пар идеальным газом.