1. По полученному заданию заполнить таблицу с исходными данными для расчета.
2. Осуществить расчет задачи из раздела техническая термодинамика.
Выполненную в соответствии с заданным вариантом (по последним цифрам учебного шифра) контрольную работу (с обязательным наличием Титульного листа и указанием в нем учебного шифра) сдаём на проверку (ПРИ ДИСТАНЦИОННОЙ ФОРМЕ ОБУЧЕНИЯ - ссылка на загрузку файлов контрольных работ расположена ниже в разделе «ТЕКУЩИЙ КОНТРОЛЬ УСПЕВАЕМОСТИ»), указав в названии файла: ГРУППУ, ФИО, НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ.
Расчётные формулы, используемые при решении задач:
Средняя теплоёмкость в пределах температур :
Для точных расчётов используются табличные данные (приложения III, IV, V) и расчёт ведётся по формуле:
Теплоёмкости газовой смеси определяются по формулам:
мольная теплоёмкость:
массовая теплоёмкость:
объёмная теплоёмкость:
Уравнение состояния идеального газа, формулы для определения массы и объёма смеси газов (см. лекции).
1)Составить формулы средней и объёмной теплоёмкостей при постоянном давлении и постоянном объёме для кислорода, используя данные из приложения II. По этим формулам определить расход теплоты для нагревания: 1) 10 кг кислорода при p = const от 200 до 800 ; 2) кислорода, находящегося в баллоне ёмкостью 5 м3 от 100 до 300 : начальное давление в баллоне 750 мм.рт.ст..
2)Для воздуха формула средней мольной теплоёмкости дана в приложении II. Написать для воздуха формулы . Вычислить по ним количество выделенной теплоты при охлаждении 15 кг воздуха при p = const от 500 до 200 , а так же при охлаждении в резервуаре ёмкостью 6 м3 от 800 до 300 ; начальное давление в резервуаре 2205 мм.рт.ст. Для первого случая вычислить, как при охлаждении изменился объём, для второго – давление после охлаждения.
3) Мольный состав продуктов сгорания 1 кг бензина в авиационном моторе следующий: СО2 – 0, 07125, Н2О – 0, 0725, О2 – 0, 0215, N2 – 0, 4883. Температура этих газов на выхлопе 900 . Определить процент тепловых потерь с уходящими газами; удельная теплота сгорания бензина 43950кДж/кг.
4) Смесь азота и водорода в массовом отношении 4: 1 нагревается при р = const от 200 до 1200 0С. Найти среднюю теплоёмкость в пределах этих температур и расход теплоты для нагревания 100 кг смеси.
5)Баллон, в котором находится азот, представляет собой цилиндр длинной 4 м и диаметром 1, 2 м. абсолютное давление в баллоне 800000 Н/м2, начальная температура 52 . Вследствие разности температур азота и окружающего воздуха азот охлаждается. Определить на сколько градусов понизилась температура азота через 2 ч, если 1 м3 поверхности баллона теряет в окружающее пространство 12 кДж теплоты в течении 1 ч.
6) Баллон ёмкостью 100 л заполнен окисью углерода под абсолютным давлением 37,5 МН/м2 и при температуре -25 ; после внесения его в тёплое помещение температура газа поднялась до +20 . Определить количество теплоты, приобретённое газом, и давление в баллоне после нагревания.
7)Составить формулу мольной средней теплоёмкости при p = const для смеси со следующим объёмным составом: .
8)Вентиляционная система помещения с внутренним объёмом 4000м, осуществляет 4 – кратный обмен воздуха в час. Определить часовой расход горючего газа на нагрев наружного воздуха в калориферной камере от -15 до температуры внутри помещения +25 , если давление воздуха 780мм.рт.ст., теплоёмкость газа 35,3 МДж/м3, а КПД калориферной камеры 80%.
9)Определить среднюю теплоёмкость и расход теплоты для нагревания 20 кг кислорода от 600 до 1800 . Для расчёта использовать данные из таблицы теплоёмкостей (приложение V).
10)При коксовании каменного угля из 1т получается около 320 м3 газа (при 760мм.рт.ст и 0 ) со следующим объёмным составом: водород – 57%; окись углерода – 7%; метан – 22%; углекислота – 2, 8%; азот – 10,5%; кислород – 0,7%. Эти газы выходят из коксовой печи при температуре 900 и проходя через теплообменник охлаждаются до 200 , отдавая свою теплоту воде, которая нагревается от 10 до 80 . Определить количество воды, которое можно нагреть от 1т угля при КПД теплообменника 80%.
11)Воздух в количестве 800 м3 при температуре 2000 охлаждается до 200 при постоянном давлении, равном 1,5 МН/м2 . Определить среднюю теплоёмкость и количество теплоты, выделенное при охлаждении. Для расчёта использовать данные из таблицы теплоёмкостей (приложение V), для углеводородов, соответственно, при 900 - 79, 03 кДж/кмоль ; при 200 - 46, 59 кДж/кмоль .
12)Азоту, находящемуся в газгольдере с объёмом 800 м3 при давлении 9,375мм.рт.ст и температуре 10 , сообщается 4000 кДж теплоты. До какой температуры нагрели газ?
13) Составить формулу мольной средней теплоёмкости при v = const для смеси со следующим объёмным составом: .