2. Задания и методические рекомендации для выполнения контрольной работы

Контрольная работа состоит из четырех теоретических вопросов и шести расчетных задач.

Теоретические вопросы выбираются по таблице 1.1.

Таблица 1.1

таблица теоретических вопросов

Предпоследняя цифра зачетной книжки	Последняя цифра зачетной книжки
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	0	1; 21; 41;61	2; 22; 42;62	3;23; 43;63	4; 24; 44;64	5; 25; 45;65	6; 26; 46;66	7; 27; 47;67	8; 28; 48;68	9; 29; 49;69	10; 30; 50;70
	1	11; 31; 51;71	12; 32; 52;72	13; 33; 53;73	14; 34; 54;74	15; 35; 55;75	16; 36; 56;76	17; 37; 57;77	18; 38; 58;78	19; 39; 59;79	20;40; 60;80
	2	10;30; 51;70	11;31; 52;71	12;32; 53;72	13;33; 54;73	14;34; 55;74	15;35; 56;75	16;36; 57;76	17;37; 58;77	18;38; 59;78	19;39; 60;79
	3	11;21; 52;62	12; 22; 53;63	13; 23; 54;64	14;24; 55;65	15; 25; 56;66	16; 26; 57;67	17; 27; 58;68	18; 28; 59;69	19; 29; 60;70	20;30; 61;71
	4	1; 31; 41;71	2; 32; 42;72	3; 33; 43;73	4; 34; 44;74	5; 35 ; 45;75	6; 36; 46;76	7; 37; 47;77	8; 38; 48;78	9; 39; 49;79	10;40; 50;80
	5	20;40; 60;80	19;39; 59;79	18;38; 58;78	17;37; 57;77	16;36; 56;76	15;35; 55;75	14;34; 54;74	13;33; 53;73	12;32; 52;72	11;31; 51;71
	6	10;30; 50;60	9;29; 49;59	8;28; 48;58	7;27; 47;57	6;26; 46;56	5;25; 45;55	4;24; 44;54	3;23; 43;53	2;22; 42;52	1;21; 41;51
	7	11;40; 51;80	12;39; 52;79	13;38; 53;78	14;37; 54;77	15;36; 55;76	16;35; 56;75	17;34; 57;74	18;33; 58;73	19;32; 59;72	20;31; 60;71
	8	1;30; 41;70	2;29; 42;69	3;28; 43;68	4;27; 44;67	5;26; 45;66	6;25; 46;65	7;24; 47;64	8;23; 48;63	9;22; 49;62	10;21; 50;61
	9	1;40; 41;80	18;10; 58;50	2;31; 42;71	6;17; 46;57	21;15; 61;55	18;33; 58;73	22;34; 62;74	5;22; 45;62	11;15; 51;65	33;12; 73;52

Теоретические вопросы к контрольной работе

1. Будет ли правильным утверждение, что всё тепло, подводимое к газу, обуславливает изменение его температуры?

2. Может ли работа необратимого процесса быть больше работы обратимого процесса?

3. Термодинамические процессы заданы условием dQ = 0 или dL = 0. Равносильны ли условия dQ = 0 и Q = 0, dL = 0 и L = 0?

4. Почему в качестве рабочих тел тепловых двигателей используются газы?

5. Можно ли среднюю теплоёмкость вычислить по формуле: , где и – истинные теплоёмкости.

6. Может ли энтропия системы убывать в необратимых процессах?

7. Каково значение цикла Карно в термодинамике? Покажите, что в данном интервале температур от Т₁ до Т₂ цикл Карно самый экономичный.

8. В чём состоит ошибочность вывода о тепловой смерти вселенной?

9. Вычислите интеграл: ,при условии P=const.

10. Выведите уравнение для вычисления изменения внутренней энергии газа, подчиняющегося уравнению состояния Ван-дер-Ваальса.

11. Обладает ли тепло трения эксергией?

12. Как можно вычислить значение энтропии воздуха при заданных давлении и температуре?

13. Как вычислить объёмную теплоёмкость смеси газов, заданную массовыми долями, и массовую теплоёмкость смеси, заданную объёмными долями?

14. Что происходит с теплотой парообразования с увеличением давления?

15. Можно ли теплоту некоторого источника полностью превратить в работу?

16. Какая существует связь между изменением энтропии и потерей работоспособности тела в необратимых процессах? Какую роль на потери работоспособности оказывает температура теплоприёмника (Т_min)?

17. Найдите величину свободной энергии реального газа.

18. Известна комбинация термодинамических процессов для 1 кг воздуха в P-V координатах. Построить эту комбинацию процессов в T-S координатах и определить знаки работы, теплоты и изм енения внутренней энергии в процессе 3-1.

19. Является ли полным дифференциалом величина

20. Почему нельзя взять в качестве независимых переменных давление и температуру для двухфазной системы?

21. Показать в диаграмме T-S эксергетические потери в двух последовательных процессах.

22. Может ли выполняться неравенство

23. Существуют ли термодинамические потенциалы у неравновесных систем?

24. В чём эквивалентность различных формулировок второго начала термодинамики?

25. Покажите, что в Т-S координатах в области перегретого пара изобара большего давления располагается выше изобары меньшего давления.

26. Система релаксирует к состоянию равновесия. Что происходит с её энтропией?

27. Есть ли разница в понятиях необратимый и неравновесный процесс?

28. Может ли процесс подвода тепла сопровождаться уменьшением температуры?

29. Как вычисляется и почему не зависит от характера процесса изменение внутренней энергии тела?

30. Обладает ли энтропией электрический ток?

31. Покажите, что две изобары в Т-S координатах не пересекаются друг с другом.

32. Как изменяется энтропия рабочего тела при его расширении в пустоту?

33. Как доказать, что количество тепла Q есть функция процесса, а не состояния тела?

34. Почему у реальных веществ при изотермическом расширении q не равно L?

35. Рабочее тело совершает процессы, изображенные на диаграмме T-S. Покажите графически эксергию теплоты.

36. В каком случае для расчета изотермического процесса можно воспользоваться формулой изобарного процесса?

37. Может ли эксергия принимать отрицательные значения?

38. Покажите на диаграмме T-S энтальпию перегретого пара.

39. Какая система называется гомогенной и гетерогенной? Дайте примеры той и другой системы.

40. Докажите, что для реальных газов

41. Объясните, почему если то и Каков геометрический смысл критической точки?

42. Какое сечение сопла называют критическим?

43. Может ли коэффициент адиабатического дросселирования быть равным коэффициенту обратимого адиабатического расширения? Если да, то при каких условиях?

44. Зачем применяют многоступенчатое сжатие в компрессорах?

45. Для чего в воздушно-реактивных двигателях применяют турбокомпрессоры? Как выглядит экономичность этих двигателей по отношению к прямоточным реактивным двигателям?

46. Почему при характеристике теплофикационных установок для оценки экономичности их работы недостаточно знания одного термического КПД установки?

47. В чём состоит разница понятий: абсолютная влажность воздуха и относительная влажность воздуха?

48. Сколько независимых параметров определяет состояние равновесной смеси жидкого и газообразного азота? Сравните химические потенциалы этих двух подсистем.

49. Применимо ли правило фаз Гиббса к механическим системам?

50. Как с помощью диаграммы i-d влажного воздуха определить энтальпию сухого и насыщенного влажного воздуха при температуре ?

51. Какие основные требования предъявляются к холодильным агентам паровых холодильных установок и почему?

52. Всегда ли использование вторичного перегрева пара повышает экономичность паросиловой установки?

53. Как влияют на экономичность цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при V = const степень сжатия и свойства рабочего тела?

54. Может ли увеличиваться внутренняя энергия газа при его дросселировании?

55. Можно ли скорость истечения пара рассчитать по уравнению ?

56. Можно ли получить перегретый пар в изотермическом процессе?

57. Почему изотермы перегретого пара постепенно переходят в горизонтальные прямые в i-S диаграмме?

58. Только ли с помощью сопла Лаваля можно осуществить непрерывный переход от дозвуковых к сверхзвуковым скоростям? Укажите примеры.

59. Изобразите на диаграммах P-V и T-S графики, соответствующие изотермическому, изобарическому и изохорическому процессам вещества, свойства которого описываются уравнением Ван-дер-Ваальса.

60. Какова будет скорость истечения воздуха через суживающееся сопло по отношению к скорости звука, если перед соплом =10 бар, а за соплом  = 3 бар.

61. Какая разница между индикаторной и теоретической диаграммами поршневого компрессора?

62. Что экономичнее: газотурбинная установка или двигатель внутреннего сгорания при одинаковом подводе тепла?

63. Установите зависимость концентрации водорода, растворяющегося в металле в виде атомов Н, от давления водорода.

64. Сопровождаются ли работой фазовые переходы типа жидкость-пар?

65. Почему в современных паросиловых установках используется цикл Рэнкина, а не цикл Карно?

66. Какая существует разница между процессами адиабатического и изотермического дросселирования?

67. Можно ли перегреть влажный пар, подвергнув его адиабатическому дросселированию?

68. Что произойдет с теплоперепадом, если газ перед соплом подвергнуть дросселированию?

69. Как можно по стандартной диаграмме i-S, где отсутствует нижняя пограничная кривая, определить энтальпию кипящей воды и скрытую теплоту парообразования?

70. Покажите, что при температуре абсолютного нуля теплота перехода одной конденсированной фазы в другую равняется нулю.

71. Изобразите в T-S диаграмме располагаемую работу при истечении газа и пара через сопло.

72. Как определить и для вычисления внутренней энергии влажного пара по формуле

73. Выгоден ли процесс дросселирования с точки зрения энергетики?

74. Почему не целесообразно применять воздушные поршневые холодильные установки и почему применение турбокомпрессорных холодильных установок является разумным?

75. Почему регенерация тепла в паросиловых установках осуществляется не так, как в газотурбинных установках?

76. В чем состоит смысл и значение регенерации тепла в газотурбинных установках?

77. Напишите выражение закона действующих масс для следующих реакций: и

78. Почему в расчетах с влажным воздухом энтальпию его всегда относят к 1 кг сухого воздуха?

79. Какова разница понятий: холодильный эффект теплоносителя и холодильный коэффициент? Как их определить?

80. Применимо ли понятие химического потенциала к газу, в котором не протекают химические реакции?

Для выполнения контрольной работы необходимо изучить в соответствии с рабочей программой дисциплины «Теплотехника» раздел 1. Термодинамика и раздел 2. Тепломассообмен.