Контрольная работа выполняется в тетради или на листах формата А4.

При решении задач приводятся необходимые пояснения, фрагменты диаграмм, если решение задачи находится с помощью таковых, изображаются графики, указанные в условиях задач.

При вычислении искомой величины необходимо привести формулу, пояснить все параметры, входящие в формулу, указать их единицы измерения и затем подставить цифровые значения этих параметров.

В теоретической части подробно раскрывается вопрос, выбранный из списка контрольных вопросов согласно варианту. Если требуются графические пояснения или схемы установок для раскрытия вопроса, их необходимо показать.

Варианты контрольных работ приведены ниже. Выбирается вариант по предпоследней и последней цифре номера зачетной книжки.

Варианты контрольной работы

Примечание:

* последняя цифра зачетной книжки;

** предпоследняя цифра зачетной книжки; цифры в ячейках номера задач;

В1-В68 номер контрольного вопроса.

Задание к контрольной работе

Задачи

1. Температура комнаты была t₁ = 10°С. После того как печь натопили, температура в комнате поднялась до t₂ = 20 °С. Объем комнаты V= 50 м³, давление в ней Р = 97 кПа. Насколько изменилась масса воздуха, находящегося в комнате?

2.  Баллон, содержащий азот при давлении Р₁= 1,5*10⁷ Па и температуре t₁= 27 °С, имеет массу m₁= 97 кг. Когда часть азота была израсходована так, что при температуре t₂= -3º С давление в баллоне стало равным Р₂= 6*10⁶ Па, масса баллона с азотом стала равной m₂= 93,5 кг. Какое количество азота осталось в баллоне?

3. Баллон кислорода емкостью 25 л находится под давлением 10 МПа при t₁=20⁰C. После израсходования части кислорода давление понизилось до 7 МПа, а температура упала до t₂=10⁰C. Определить массу израсходованного воздуха.

4. На РТ диаграмме изображен замкнутый процесс, который совершает некоторая масса кислорода (рис.1). Известно, что максимальный объем, который занимал газ в этом процессе, V_max=16,4 дм³. Определить массу газа и его объем в точке 1. Значения T₁, Т₂, P₁ и Р₂ указаны на рисунке.

5. На VТ-диаграмме изображен замкнутый процесс, который совершает некоторая масса азота (рис.2). Известно, что минимальное давление газа в этом процессе P_min=3*10⁵ Па. Определить массу газа и его давление в точке 1. Значения T₁, T₂, V₁ и V₂ указаны на рисунке.

6. Некоторая масса газа занимает объем V₁ при давлении P1 и температуре T₁. Затем газ при постоянном объеме нагревают до температуры T₂= 2T₁; после этого происходит расширение газа при постоянном давлении до объема V₂= 4V₁. Из получившегося состояния газ возвращают в начальное (Р₁,V₁,T₁), причем так, что во время этого процесса PVⁿ = const. Определить показатель степени п.

7. 4 кг воздуха с начальным давлением р₁= 1,2 МПа и начальной температурой t₁= -10⁰С расширяется адиабатно до конечного давления р₂= 0,2 МПа. Определить объем и температуру воздуха в конце сжатия, работу сжатия и изменение внутренней энергии, если показатель адиабаты k= 1,4.

8. 1 кг воздуха с начальным давлением р₁= 0,2 МПа и начальной температурой t₁= 60⁰С сжимается политропно до конечной температуры t₂= 520⁰С. Определить работу сжатия, изменение внутренней энергии и количество отведенной теплоты от воздуха, если показатель политропы n= 1,35.

9. В одноступенчатом компрессоре политропно сжимается воздух до конечного давления р₂ = 0,6 МПа. Начальная температура воздуха t₁= 17⁰С и давление р₁= 0,2 МПа. Определить конечную температуру воздуха и работу, затраченному на сжатие 1 кг воздуха, если показатель политропы n= 1,25.

10. В одноступенчатом компрессоре сжимается адиабатно двуокись углерода до р₂= 0,5 МПа. Начальная температура двуокиси углерода t₁= -5⁰С и давление р₁= 0,1 МПа. Определить работу, затраченному на сжатие 1 кг двуокиси углерода и конечную температуру двуокиси углерода, если показатель адиабаты k= 1,28.

11. 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.

12. 10 кг воздуха при давлении р₁=0,12 МПа и температуре t₁=30⁰C сжимается изотермически, при этом в результате сжатия объем уменьшается в 2,5 раза. Определить начальные и конечные параметры, количество теплоты, работу и изменение внутренней энергии.

13. При изотермическом сжатии 2,1 м³ азота, взятого при р₁= 0,1 МПа, от газа отводится 335 кДж теплоты. Найти конечные объем и давление и затраченную работу.

14. Перегретый водяной пар с начальным давлением р₁= 0,1 МПа и начальной температурой t₁= 230⁰С сжимается изотермически до степени сухости х₂= 0,85. Определить параметры пара в начальном и конечном состоянии, количество отведенной теплоты от пара, изменение внутренней энергии и работу сжатия. Изобразить тепловой процесс в is-диаграмме.

15. Водяной пар с начальным давлением р₁= 5 МПа и начальной температурой t₁= 350⁰С расширяется адиабатно до давления р₂= 0,01 МПа. Определить параметры пара в начальном и конечном состоянии, количество отведенной теплоты от пара, изменение внутренней энергии и работу расширения. Изобразить тепловой процесс в is-диаграмме.

16. В пароперегреватель котельного агрегата поступает влажный пар в количестве 18 кг/с. Определить сообщаемое пару часовое количество теплоты Q, необходимое для перегрева пара до t = 560⁰С, если степень сухости пара перед входом в пароперегреватель х = 0,98, а давление пара в пароперегревателе р= 12 МПа. Изобразить тепловой процесс в is-диаграмме.

17. Влажный пар с начальным давлением р₁= 6 МПа и степенью сухости х= 0,9 расширяется изотермически до давления р₂= 0,5 МПа. Определить параметры пара в начальном и конечном состояниях, изменение внутренней энергии, количество переданной теплоты пару и работу расширения. Изобразить тепловой процесс в is-диаграмме.

18. При помощи is-диаграммы определить теплоту парообразования r при абсолютном давлении р= 20 кГ/см². Сравнить результат с табличным значением.

19. Найти приращение энтропии 3 кг воздуха при: а) при нагревании его по изобаре от 0⁰С до 400⁰С; б) при нагревании его по изохоре.

20. Некоторое количество воздуха, имеющего при нормальных физических условиях объем 7 м³ расширяется с понижением температуры от 50⁰С до 20⁰С. Начальное давление равно 40 ат. Определить показатель политропы, работу расширения и изменение энтропии газа, если от него отведено в процессе 300 кДж теплоты.

21. Определить изменение энтропии 3 кг азота в политропном процессе при изменении температуры от 100⁰С до 300⁰С. Показатель политропы п = 1,2.

22. Воздух, заключенный в баллон емкостью 0,9 м³, выпускают в атмосферу. Температура его вначале равна 27⁰С. Найти массу выпущенного воздуха, если начальное давление в баллоне составляло 9,32 МПа, после выпуска – 4,22 МПа, а температура воздуха понизилась до 17⁰С.

23. В цилиндре диаметром 0,6 м содержится 0,41 м ³ воздуха при р=0,25 МПа и t₁=35⁰С. До какой температуры должен нагреваться воздух при постоянном давлении, чтобы движущийся без трения поршень поднялся на 0,4 м?

24. В закрытом сосуде емкостью V= 0,6 м³ содержится воздух при давлении р₁=0,5 МПа и температуре t₁=20⁰С. В результате охлаждения сосуда воздух теряет 105 кДж теплоты. Определить какое давление и какая температура устанавливаются после этого в сосуде.

25. Компрессор подает сжатый воздух в резервуар, причем за время работы компрессора давление в резервуаре повышается от атмосферного до 0,7МПа, а температураот 20⁰С до 25⁰С. Объем резервуара 56 м³, барометрическое давление 100 кПа. Определить массу воздуха, поданного в резервуар.

26. 1кг воздуха совершает цикл Карно между температурами 327⁰С и 27⁰С, наивысшее давление при этом составляет 2 МПа, а наинизшее0,12 МПа. Определить параметры состояния воздуха в характерных точках, работу, термический КПД цикла и количество подведенной и отведенной теплоты.

27. Определить для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты параметры (p, υ, Т) в характерных для цикла точках, количество подведенной и отведенной теплоты, полезную работу и термический к.п.д. цикла, если начальное давление р₁= 0,12 МПа, начальная температура t₁ = 25⁰С, степень сжатия ε = 18, степень повышения давления λ = 1,5, степень предварительного расширения ρ = 1,6 и показатель адиабаты k = 1,4. Рабочее тело обладает свойствами воздуха. Изобразить цикл в рυ-диаграмме.

28. ГТУ работает по циклу с подводом теплоты при p=const, начальное состояние воздуха определяется давлением р_а = 1,2 бар и температурой t = 30° С. Давление в камере сгорания равно Рс = Рг = 6 бар, степень предварительного расширения р = 2,04; количество подводимой теплоты q₁ = 500 кДж, а расход газа 1 кг/сек. Определить термический к. п. д. цикла, количество отводимой теплоты, параметры воздуха во всех точках цикла и теоретическую мощность ГТУ. Цикл представить на pvи Ts-диаграммах.

29. Цикл ГТУ с подводом теплоты при р = const характеризуется температурами t₁ = 37°C и t₂ = 950°C; степень сжатия π=5, а начальное давление равно 1 ат. Сжатие воздуха производится осевым компрессором по адиабате. Определить работу компрессора, полную и полезную работу (работу цикла) турбины и термический к. п. д.

30. Сжатие воздуха в ГТУ производится осевым компрессором по политропе с показателем, равным 1,5; степень сжатия ε = 6, воздух поступает в компрессор с давлением 0,9 бар и с температурой -10° С. В камере сгорания температура воздуха повышается до 950° С, расширение газа в турбине происходит по политропе с показателем п = 1,3. Определить работу компрессора, полную работу турбины и работу цикла; найти термический к. п. д. цикла.

31. В цикле поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при p=const начальное давление р₁= 0,12 МПа, начальная температура t₁ = 10⁰С, степень сжатия ε = 12, степень предварительного расширения ρ = 2,0 и показатель адиабаты k = 1,4. Определить параметры (р, υ, Т) и характерные для цикла точки, количество подведенной и отведенной теплоты, полезную работу и термический к.п.д. цикла. Рабочее тело обладает свойствами воздуха. Изобразить цикл в рυ-диаграмме.

32. Двигатель работает по циклу с подводом теплоты в процессе при v-const. Начальная температура рабочего тела, обладающего свойствами воздуха t₁=20⁰C? Степень сжатия έ=4,6. При сгорании выделяется энергия в количестве 900 кДж/кг. Определить термический КПД цикла.

33. Известно, что в цикле с подводом теплоты в процессе при р-const при начальных параметрах р₁=0,0833 МПа и t₁=25⁰С подведенная теплота составляет 773 кДж/кг, έ=14. Требуется определить термический КПД и удельную полезную работу за цикл. Рабочее тело обладает свойствами воздуха.

34. Определить характер зависимости термического к. п. д. от степени сжатия ε для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при v = const, изменяя ε от 3 до 9. Показатель политропы n= 1,3.

35. Рассчитать полезную работу, совершенную за цикл с подводом тепла в процессе v = const, если известно, что расход топлива составляет 44 г на 1 кг воздуха, ε = 6, теплота сгорания топлива Q^P = 29 260*10³ Дж/кг, k = 1,37.

36. Для цикла с подводом тепла в процессе p = const определить полезную работу и термический к. п. д., если p₁ = 1 кГ/см²; t₁ = 60°C; ε= 14; k = 1,4; ρ = 1,67. Рабочее тело обладает свойствами воздуха.

37. Для цикла Дизеля, рабочее тело которого обладает свойствами воздуха, заданы температуры, соответствующие следующим точкам цикла: t₁ = 40°С; t₂ = 600°С; t₄ = 270°С. Определить термический к. п. д. и сравнить его с термическим к. п. д. цикла Карно в том же интервале температур.

38. Для цикла двигателя внутреннего сгорания с комбинированным подводом тепла расход топлива составляет 0,035 кг на 1 кг рабочего тела. Начальные параметры: p₁ = 0,882*10⁵ Н/м², t = 50° С. Степень сжатия ε=9. Максимальное давление в цикле 29,4*10⁵ Н/М2. Определить термический к. п. д. и долю тепла топлива, подведенного в процессе р = const. Теплота сгорания топлива Q^р = 29260 кДж/кг. Рабочее тело обладает свойствами воздуха.

39. Паротурбинная установка работает по циклу Ренкина с начальным давлением пара р₁ = 5 МПа и температурой t₁ = 400⁰С. Определить удельный расход пара и термический к.п.д. цикла, если давление в конденсаторе р₂ = 4 кПа. Изобразите цикл в Тs-диаграмме.

40. Паротурбинная установка работает по циклу Ренкина с начальным давлением пара р₁ = 2 МПа и температурой t₁ = 350⁰С и давлением в конденсаторе р₂ = 4кПа. Определить термический к.п.д. цикла, работу цикла. Изобразите цикл в Тs-диаграмме.

41. Отработавший в цилиндре высокого давления (ц.в.д.) турбины пар давления р_а = 15 кГ/см² направляется в промежуточный перегреватель. До какой температуры нужно перегреть пар в промежуточном пароперегревателе, чтобы при дальнейшем изоэнтропическом расширении пар при конечном давлении р₂ = 0,04 кГ/см² имел бы сухость x₂ = 0,9?

42. Рассчитать цикл Карно, который осуществляется насыщенным водяным паром. Сухой насыщенный пар при давлении р₁=2 МПа поступает в цилиндр паровой машины, где изоэнтропно расширяется до р₂ =0,1 МПа, после чего поступает в теплообменник, там влажный пар частично конденсируется до тех пор, пока его энтропия не становится равной энтропии кипящей жидкости при р₁=2 МПа. Пароводяная смесь изоэнтропно сжимается компрессором до давления равного давлению р₁ и кипящая вода подается в котел, где она снова превращается в сухой насыщенный пар. Определить параметры во всех точках цикла, термический КПД цикла, полезную работу, подведенную и отведенную теплоту.

43. Определить зависимость термического к.п.д. паротурбинной установки от начальных параметров пара, если при начальных и конечных давлениях, равных соответственно p₁ = 30 кГ/см² и р₂ = 0,04 кГ/см², пар перед турбиной: а) имеет сухость x = 0,9, б) сухой насыщенный; в) перегретый до температуры 450° С.

44. Паротурбинная установка работает по циклу Ренкина с начальными параметрами p₁ = 100 КГ/CM2 и t = 530°C. Давление в конденсаторе р₂ = 0,04 кГ/см² . Определить термический к.п.д. установки и сравнить его с термическим к.п.д. цикла Карно в том же интервале температур.t

45. В камере хранения скоропортящегося сырья хлебозавода установлены плоские охлаждающие батареи, в которых циркулирует водный раствор хлорида натрия (рассол). Определить плотность теплового потока от воздуха к рассолу, если температура в холодильной камере t_к = 4⁰С, средняя температура рассола t_ж = -5⁰С, коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке батареи а₁ = 25 Вт/(м²·К), от рассола к стенке а₂ = 5000 Вт/(м²·К), коэффициент теплопроводности стальной стенки λ = 50 Вт/(м²·К) и толщина стенки δ = 1,5 мм.

46. Определить плотность теплового потока от воздуха к водному раствору хлорида кальция (рассолу), циркулирующему в плоской батарее камеры хранения скоропортящегося сырья хлебозавода, если стенка батареи покрылась слоем льда толщиной δ = 5 мм. Температура в холодильной камере t_к = 4⁰С, средняя температура рассола t_ж = 5⁰С, коэффициент теплоотдачи от воздуха ко льду а₁ = 10 Вт/(м²·К), коэффициент теплоотдачи от рассола к стенке а₂ = 5000 Вт/(м²·К), коэффициент теплопроводности льда λ = 2,25 Вт/(м²·К), коэффициент теплопроводности стальной стенки λ₁ = 32 Вт/(м²·К) и толщина стенки δ = 1,5 мм.

47. Плоская кирпичная стенка хлебопекарной печи с одной стороны омывается продуктами сгорания топлива с температурой t₁ = 1300⁰С, а с другой – воздухом помещения с температурой t₂ = 20⁰С. Коэффициент теплоотдачи конвекцией равны соответственно а₁ = 150 Вт/(м²·К) и а₂ = 50 Вт/(м²·К). Коэффициент теплопроводности стенки λ = 0,6 Вт/(м²·К), толщина стенки δ = 755 мм. Кроме теплоотдачи конвекцией со стороны продуктов сгорания на стенку падает лучистый тепловой поток, часть которого q_луч = 10³ Вт/м² поглощается поверхностью стенки. Определить плотность теплового потока, проходящего через стенку.

48. Какую среднюю температуру должен иметь пар в рубашке аппарата, чтобы при расходе теплоты на процесс Q = 180 кДж/с поддерживать температуру продукта t₂ = 90⁰С? Площади контакта стенок аппарата с продуктом и паром, находящимся в рубашке, F = 2 м². Толщина стальной стенки аппарата δ = 3 мм, коэффициент теплопроводности λ = 50 Вт/(м²·К), коэффициент теплоотдачи от пара к стенке а₁=10000 Вт/(м²·К) и коэффициент теплоотдачи от стенки к продукту а₂ = 2000 Вт/(м²·К).

49. Какую площадь оребрения нужно сделать, чтобы в 10 раз увеличить поток теплоты от горячей воды, проходящей в плоском нагревателе площадью F= 1 м² к воздуху помещения с температурой t₂= 20⁰С? Средняя температура горячей воды t₁ = 90⁰С, коэффициенты теплоотдачи к стенке нагревателя а₁ = 4000 Вт/(м²·К) и коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху помещения а₂ = 50 Вт/(м²·К), толщина стенки δ = 2 мм, коэффициент теплопроводности λ = 50 Вт/(м²·К) и коэффициент эффективности ребер равен 1.

50. Плоская тонкая пластина длиной l = 2,5 м омывается потоком воздуха со скоростью w_x = 3 м/сек при температуре t_f = 20° С. Определить характер пограничного слоя и его толщину δ на расстоянии от передней кромки пластины x = 0,2l; х = 0,5l и x = 1.

51. Гладкая плита длиной l= 1,5 м и шириной h = 1 м обдувается продольным потоком воздуха со скоростью ω = 5 м/сек. Определить средний по длине коэффициент теплоотдачи и количество теплоты, отданное плитой воздуху, если температура поверхности плиты t = 110°С, а температура обдувающего потока воздуха t = 20° С.

52. Тонкая пластина длиной l = 2 м и шириной h = 0,5 м с обеих сторон омывается продольным потоком воды со скоростью ω = 5 м/сек; температура набегающего потока t = 10°С, средняя температура поверхности пластины t = 50°С. Определить средний по длине коэффициент теплоотдачи и количество теплоты, отдаваемое пластиной воде.

53. Определить коэффициент теплоотдачи и тепловой поток на единицу длины в поперечном потоке воздуха для трубы диаметром d = 30 мм, если температура ее поверхности t_W = 80°C, температура воздуха t = 20° С и скорость ω = 5 м/сек.

54. Воздушная холодильная машина производит лед при температуре t= -3⁰С из воды с температурой t=10⁰С. Всасываемый в компрессор воздух имеет температуру t= 10⁰С, давление р= 0,098 МПа и сжимается до давления р=0,4 МПа. Затем воздух поступает в холодильник и там охлаждается до температуры t=20⁰С расход воздуха равен 1000 м³/час. Определить холодильный коэффициент, мощность, потребленную для привода компрессора и массу полученного льда.

55. Определить мощность двигателя холодильной машины, если температура охлаждаемого помещения t_охл = -10°С, окружающей среды t₀ = 25°С при хладопроизводительности 150 000 ккал/ч. Максимальное давление воздуха p₂ = 5 кГ/см², p₁ = 1 кГ/см². Представить цикл в Ts-диаграмме.

56. Компрессор аммиачной холодильной установки имеет теоретическую мощность 40 кВт. Из компрессора сухой насыщенный пар аммиака при температуре t₂ = 25°С направляется в конденсатор, после которого жидкость в дроссельном вентиле расширяется. Температура испарения аммиака в охлаждаемой среде t₁ = -10°С. Определить холодопроизводительность установки.

57. Сравнить холодопроизводительность, холодильный коэффициент и теоретическую мощность двигателя холодильной установки, работающей без переохлаждения, с установкой, где производится переохлаждение конденсата. Компрессор всасывает сухой насыщенный пар фреона-12 при температуре -10° С и сжимает его адиабатически до давления 5,78 кГ/см². Пройдя через конденсатор и переохладитель, пар превращается в жидкость с температурой t= 10°C. Холодопроизводительность Q_о=150 000 ккал/ч. Решить задачу, пользуясь диаграммой i-lg р.

58. Воздушная холодильная машина должна обеспечить температуру в охлаждаемом помещении t_охл = -5° С при температуре окружающей среды t_о = 20°С. Холодопроизводительность машины 200 000 ккал/ч. Давление воздуха на выходе из компрессора р₂ = 5 кГ/см²; в холодильной камере р₁ = 1 кГ/см². Определить мощность двигателя для привода машины, расход воздуха, холодильный коэффициент и количество тепла, передаваемое окружающей среде. Подсчитать холодильный коэффициент машины, работающей по циклу Карно в том же интервале температур. Представить цикл в Ts-диаграмме.

59. Воздушная  холодильная  установка  имеет  холодопроизводительность 200 000 ккал/ч. Параметры воздуха на выходе из холодильной камеры p₁ = 1 кГ/см² и t₁ = -3° С. После сжатия воздух имеет давление 4 кГ/см², температура окружающей среды 20° С. Определить температуру воздуха после расширения, мощность компрессора и детандера, холодильный коэффициент. Определить холодильный коэффициент обратного цикла Карно в том же интервале температур.

60. Воздух, имеющий параметры φ = 40%, t= 22⁰С и расход 1000 кг/ч, нагревается в поверхностном теплообменнике до t= 38⁰С. Определить энтальпию и относительную влажность воздуха после нагрева и полный расход теплоты. Изобразить процесс в id-диаграмме влажного воздуха.

61. Воздух с параметрами φ = 40%, t =22⁰С охлаждается в поверхностном теплообменнике до t = 5⁰С. Определить количество отведенной теплоты и отведенной влаги, если расход воздуха составляет 1000 кг/ч. Изобразить процесс в i-d-диаграмме влажного воздуха.

62. 1 кг воздуха потока А с параметрами φ =50%, d =5 г/кг смешивается с 4 кг воздуха потока В с параметрами i = 48 кДж/кг, t = 20⁰С. Определить параметры смешанного воздуха φ, i. Изобразить процесс в id-диаграмме влажного воздуха.

63. Для осушивания воздуха его продувают через слой вещества, поглощающего влагу (алюмогель, силикагель). Начальное состояние воздуха задано параметрами t = 15°C, d = 8 г/кг св. Определить температуру воздуха на выходе из подсушивающего устройства, если воздух при этом имеет влагосодержание d₂ = 2 г/кг с. в. Теплообмен с окружающей средой отсутствует.

64. Состояние влажного воздуха при температуре 20°С определяется с помощью гигрометра, которым измерена температура точки росы, равная 10°С. Определить относительную влажность φ, влагосодержание d и энтальпию i влажного воздуха по id-диаграмме.

65. B сушильной установке производится подсушка топлива с помощью воздуха при атмосферном давлении. От начального состояния с температурой t = 20°C и относительной влажностью φ = 40% воздух предварительно подогревается до температуры 80° С и далее направляется в сушилку, где в процессе осушивания топлива охлаждается до 35° С. Рассчитать необходимое количество тепла q для испарения 1 кг влаги, параметры воздуха на выходе из сушильной камеры и количество воды, которое отбирает каждый килограмм сухого воздуха от топлива по id-диаграмме. Считать, что тепловые потери отсутствуют.

66. Воздух (приближенно считая, что он является смесью только азота и кислорода) имеет следующий объемный состав: r_О2= 21%, r_N2=79%. Определить весовые доли азота и кислорода в воздухе, вычислить газовую постоянную и кажущуюся молекулярную массу смеси.

67. В сосуде находится смесь газов, образовавшихся в результате смешения 10 кг азота, 13 кг аргона и 27 кг двуокиси углерода. Определить мольный состав смеси, ее удельный объем, при нормальных условиях, кажущуюся молекулярную массу смеси и газовую постоянную, отнесенную к одному куб. метру.

68. Сосуд разделен перегородкой на две части, объемы которых равны V₁ =1,5м³, V₂=1.0 м³. В части V₁ содержится двуокись углерода при давлении р₁=5 кГ/см² и температуре t₁ =30⁰С, а в части V₂-кислород при давлении р₂=2 кГ/см² и t₂=57⁰С. Определить массовые и оьъемные доли кислорода и двуокиси углерода, кажущийся молекулярный вес смеси, газовую постоянную смеси после того как перегородка будет убрана и процесс смешения закончится.

69. Вычислить коэффициенты а и b уравнения Ван-дер-Ваальса, исходя из критических параметров для кислорода: р_кр=49,7 кГ/см², t_кр=118,82⁰С.

70. Вычислить значения констант уравнения Ван-дерВальса с помощью критических параметров для воды:р_кр=225,6 *10⁴ кГ/м², v_кр=0,00326 м³/кг,t_кр=374,15⁰С.

Контрольные вопросы

1. Теплоемкость. Виды теплоемкостей.

2. Какова зависимость теплоемкости идеального газа от температуры?

3. Какова общая формулировка и математическое выражение I закона термодинамики?

4. Дайте определение и объясните физическую сущность величин, входящих в уравнение I закона термодинамики.

5. Что называют энтальпией газа? Доказать, что при р=const g=h₂-h₁.

6. Основные формулировки II закона термодинамики.

7. Термический КПД цикла тепловой машины.

8. Цикл Карно. Его термодинамическая сущность.

9. Эксергия.

10. Определение политропного процесса. Частные случаи политропного процесса.

11. Процесс парообразования в PV-, Tsи is-диаграммах.

12. Изобразить в P-V и T-S координатах цикл паросиловой установки и дать необходимые пояснения.

13. Цикл компрессорной холодильной установки.

14. Объясните принцип работы теплового насоса.

15. Энтропия. Принцип возрастания энтропии.

16. Объясните отличие в механизме теплопереноса трех элементарных видов теплообмена.

17. Как формулируется основной закон теплопроводности (закон Фурье) в дифференциальной и конечной формах? Дайте анализ этого закона.

18. В чем различие процесса теплоотдачи и теплопередачи?

19. Какие существуют основные формы движения жидкости, и какая между ними разница? Переходит ли одна форма движения в другую и, если переходит, то при каких условиях? Почему теплоотдача соприкосновением при турбулентном движении происходит интенсивнее, чем при ламинарном?

20. В чем сущность теории подобия?

21. Какими основными безразмерными критериями определяется конвективный теплообмен и каков физический смысл этих критериев?

22. Напишите уравнение и дайте формулировку закона Стефана-Больцмана для теплового излучения тела.

23. В чем отличие газового излучения от излучения твердых тел?

24. Какие бывают случаи движения теплоносителей в теплообменных аппаратах? Как меняется температура теплоносителей? Как определяется средний температурный напор в теплообменном аппарате при различных схемах движения теплоносителей?

25. Дайте сравнительную характеристику прямоточной и противоточной схемам движения теплоносителей в поверхностных теплообменных аппаратах.

26. Какие существуют способы сжигания топлива в топках паровых котлов? Какие существуют типы котельных топок?

27. Почему для осуществления процесса полного горения в топку приходится подавать избыточное количество воздуха? Что называется коэффициентом избытка воздуха, каковы его значения для различных типов топок и топлива, чем определяются эти значения?

28. Какие причины вызывают потери при механической и химической неполноте сгорания топлива, какова величина этих потерь для основных видов топлива и основных типов топок? Какие характеристики топлива и в каком направлении влияют на величину этих потерь?

29. Напишите уравнение теплового баланса котла и охарактеризуйте каждую составляющую баланса.

30. Опишите принцип работы и устройство поршневого одноступенчатого компрессора. Приведите его действительную индикаторную диаграмму. Чему равна его действительная производительность?

31. Приведите индикаторную диаграмму многоступенчатого поршневого компрессора. Почему многоступенчатое сжатие уменьшает работу сжатия?

32. Как производится выбор вентиляторов?

33. Как подсчитывают теплопотери через ограждающие конструкции здания?

34. Чему равна величина сопротивления теплопередачи для многослойного ограждения?

35. Как производится подбор отопительных приборов?

36. Как рассчитывается воздухообмен в животноводческих, птицеводческих помещениях?

37. Как определить потребную отопительную нагрузку теплицы, животноводческого помещения?

38. Какими термодинамическими параметрами характеризуется состояние рабочего тела? Укажите связь между этими параметрами.

39. Что такое работа и теплота термодинамического процесса?

40. Сформулируйте первый закон термодинамики. Объясните физическую сущность величин, входящих в уравнение первого закона термодинамики.

41. Приведите формулировки второго закона термодинамики. По каким причинам невозможно построение вечного двигателя?

42. Что понимают под энтропией? Физический смысл энтропии.

43. Что такое теплоемкость? Почему изобарная теплоемкость больше изохорной?

44. Что такое эксергия?

45. Изобразите термодинамический цикл тепловой машины. Что понимают под коэффициентом полезного действия, холодильным коэффициентом?

46. Изобразите циклы ДВС с изохорным, изобарным и смешанным подводом теплоты. Какими параметрами характеризуются эти циклы?

47. Изобразите процесс парообразования на pv-диаграмме. Поясните характерные зоны, изображенные на диаграмме.

48. Изобразите процесс парообразования в Ts-диаграмме. Почему в области влажного пара температура постоянная?

49. Каким образом с помощью is-диаграммы водяного пара можно определить параметры кипящей воды, влажного пара, сухого насыщенного пара, перегретого пара?

50. Какими параметрами характеризуется влажный воздух?

51. Влажный воздух. Id-диаграмма влажного воздуха. Изобразить процесс нагрева, охлаждения и увлажнения воздуха в id-диаграмме.

52. Виды теплообмена. Механизм передачи теплоты при разных видах теплообмена.

53. Что такое теплопроводность? Сформулируйте закон Фурье.

54. Что такое конвективный теплообмен? Сформулируйте закон Ньютона-Рихмана. Что характеризует коэффициент теплоотдачи?

55. Чем отличается процесс теплоотдачи от процесса теплопередачи? Физический смысл коэффициента теплопередач.

56. Расскажите о теплообменных аппаратах. Нарисуйте основные их виды.

57. Изменение температуры горячего и холодного теплоносителя по длине теплообменника при встречном и продольном движении теплоносителя.

58. Нарисуйте состав котельного агрегата.

59. Что такое водоподготовка? Какие существуют способы обработки питательной воды?

60. Каковы требования к тепловому, влажностному и воздушному режиму животноводческих помещений?

61. Как рассчитывают теплоснабжение животноводческих помещений?

62. Поясните методику выбора вентиляторов систем вентиляции.

63. Что такое кондиционирование воздуха? Объясните основные функции и классификацию систем кондиционирования.

64. Показать процесс летнего и зимнего кондиционирования в id-диаграмме.

65. Приведите основные понятия сушки. Расскажите о способах искусственной сушки.

66. Как изменяется влагосодержание, температура материала и скорость сушки в зависимости от времени сушки.

67. Поясните основные способы экономии тепловой энергии.

68. Что такое теплота сгорания топлива? Низшая и высшая теплота сгорания. Условное топливо.