Решение

Абсолютное давление газа в воздухопроводе будет больше барометрического давления на величину, которую показывает манометр, т.е.

Проверим единицы измерения

Ответ:

Задача 16

В жесткий резервуар вместимостью 3 м³ компрессором нагнетается азот (N₂), избыточное давление в резервуаре повышается от 0,2 до 2,5 бар, а температура от 25 до 75 ^оС. Барометрическое давление B_о=750 мм рт.ст. Определить массу азота, поступившего в резервуар. Считать азот идеальным газом

Дано:

р_изб1 = 0,2бар = 0,2·10⁵Па

р_изб2 = 2,5 бар = 2,5·10⁵Па

Т₁ = 298К

Т₂ = 348К

М = 0,028кг/м³

V = 3м³

R = 8,31Дж/(К·моль)

р₀ = 750 мм рт.ст = 99975Па

Найти:

Δm - ?

Решение

Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона для двух состояний газа

Проверим единицы измерения

Ответ:

ЗАДАЧА 24

Двигатель работает по обратимому циклу Карно в интервале температур t₁=300 ^оС и t₂=50 ^оС и производит работу в 420 кДж.

Определить термический КПД цикла и количество теплоты, сообщенное рабочему телу и отведенное от него

Дано:

Т₁ = 573K

Т₂ = 323K

А = 420·10³Дж

Найти:

η - ? Q₁ - ?

Q₂ - ?

Решение

Ответ:

η = 0,436; Q₂ = 5,43·10⁵Дж; Q₂ = 9,63·10⁵Дж

Вариант 86 ( 7, 15, 24)

ЗАДАЧА 7

В конденсаторе паровой турбины поддерживается абсолютное давление р_а = 0,04 бар. Каковы будут показания вакуумметров, проградуированных в килопаскалях и в миллиметрах ртутного столба, если в одном случае показание барометра (приведенного к 0 ^оС) составляет 735 мм рт. ст., а в другом  764 мм рт.ст.

Дано:

р_а = 0,04 бар =0,04·750 = 30мм.рт.ст

р₀₁ = 735 мм.рт.ст

р₀₂ = 764 мм рт.ст.

Найти:

р_вак - ?

Решение

Абсолютное давление в конденсаторе паровой турбины равняется разности давлений барометрического и показания вакуумметра

Ответ:

ЗАДАЧА 15

Начальное состояние азота (N₂) задано параметрами: t=200 ^оC, v = 1,9 м³/кг. Азот нагревается при постоянном давлении, при этом удельный объем его увеличивается в три раза. Определить конечную температуру азота, считая его идеальным газом

Дано:

Т₁ = 473К

v₁ = 1,9 м³/кг

р = const

v₂ = 3v₁

Найти:

T₂ - ?

Решение

Так как процесс изобарный, запишем закон Гей-Люссака

Проверим единицы измерения

Ответ:

ЗАДАЧА 24

Двигатель работает по обратимому циклу Карно в интервале температур t₁=300 ^оС и t₂=50 ^оС и производит работу в 420 кДж.

Определить термический КПД цикла и количество теплоты, сообщенное рабочему телу и отведенное от него

Дано:

Т₁ = 573K

Т₂ = 323K

А = 420·10³Дж

Найти:

η - ? Q₁ - ?

Q₂ - ?

Решение

Ответ:

η = 0,436; Q₂ = 5,43·10⁵Дж; Q₂ = 9,63·10⁵Дж

Вариант 88 (9, 17, 26)

ЗАДАЧА 9

Определить абсолютное давление в воздухопроводе (рис.1.4), если измерение давления ведется микроманометром. Длина трубки микроманометра, заполненная жидкостью, ℓ = 180 мм. Трубка наклонена под углом  = 30^о, а рабочая жидкость  спирт с плотностью 0,8 г/см³. Показания барометра 0,1020 МПа. Давление определить в мегапаскалях, миллиметрах ртутного столба и в кгс/см²

Дано:

=30^о

ρ = 0,8 г/см³ = 800кг/м³

ℓ=180 мм = 0,18м

р₀ = 10,2·10⁵Па

1Па = 10,197·10⁻⁶ат (техническая атмосфера) в задаче не указано, в каких атмосферах нужно дать ответ

1Па = 10^-5Бар

g = 9,81м/с²

Найти:

р_а - ?

Решение

Абсолютное давление газа в воздухопроводе будет больше барометрического давления на величину, которую показывает манометр, т.е.

Проверим единицы измерения

Ответ:

ЗАДАЧА 17

В цилиндре с подвижным поршнем находится кислород при разрежении (вакууме), равном 42,7 кПа. Барометрическое давление составляет 745 мм рт. ст. При постоянной температуре кислород сжимается до достижения избыточного давления р_м =1,2 МПа. Во сколько раз изменится объем кислорода?

Дано:

р_в = 42,7 кПа = 42,7·10³Па

р₀ = 745 мм рт. ст = 9,93·10⁴Па

T = const

p_м = 1,2 МПа =1.2·10⁶Па

Найти:

V₁/V₂ - ?

Решение

По закону Бойля - Мариотта

Проверим единицы измерения

Ответ:

ЗАДАЧА 26

Отопительная установка (тепловой насос) работает по обратимому циклу Карно в интервале температур t₁ = 100 ^оС и t₂ = 10 ^оС, затрачивая работу в количестве 100 кДж.

Определить отопительный коэффициент цикла и его теплопроизводительность Q₁

Дано:

Т_Н = 373К

Т_Х = 283К

А = 10⁵Дж

Найти:

ε - ? Q_H - ?

Решение

- теплота, отбираемая от окружающей среды

- теплота получаемая нагреваемым телом

Ответ:

ε = 4,14 Q_H = 4.14·10⁵Дж

Вариант 90 ( 1, 20, 30)

ЗАДАЧА 1

Манометр газового баллона показывает давление 0,9 МПа, столбик ртути в барометре имеет высоту 730 мм при температуре в помещении 30 °С. Определить абсолютное давление газа в баллоне в мегапаскалях

Дано:

p = 0,9·10⁶Па

p_t = 730мм.рт.ст

t = 30⁰C

Найти:

р_абс - ?

Решение

Показание барометра получено при температуре 30⁰С. Это показание нужно привести к 0⁰С по формуле р₀ = р_t (1—0,000172 t), где р₀ - показание прибора, приведенное к 0°С, мм рт. ст.; р_t - действительная высота ртутного столба при температуре воздуха t°С, мм рт. ст.; 0,000172 - коэффициент объемного расширения ртути.

Так как манометр показывает избыточное давление, то для того, чтобы найти абсолютное давление, нужно к показаниям манометра добавить показания барометра, т.е.

Ответ: