Тема: Основные газовые процессы Изохорный процесс

41. Газ при давлении р₁= 1 МПа и температуре t₁ = 20 ⁰С нагревается при постоянном объеме до t₂ = 300 ⁰С. Найти конечное давление газа.

Отв. р₂=1,956 МПа

42. В закрытом сосуде заключен газ при давлении р₁ = 2,8 МПа и температуре t₁ = 120 ⁰С.

Чему будет равно конечное давление р₂, если температура снизится до t₂ = 25 ⁰С?

Отв. р₂ = 2,12 МПа.

43. В закрытом сосуде находится газ при разряжении р₁ = 2 666 Па и температуре t₁ = 10 ⁰С. Показание барометра – 100 кПа. После охлаждения газа разрежение стало равным 20 кПа.

Определить конечную температуру газа t ₂.

Отв. t₂ = - 40,4 ⁰С.

44. До какой температуры t₂ нужно нагреть газ при υ = const, если начальное давление газа р₁ = 0,2 МПа и температура t₁ = 20⁰C, а конечное давление р₂ = 0,5 МПа.

45. В закрытом сосуде емкостью V = 0,5 м³ содержится двуокись углерода при р₁ = 0,6 МПа и t₁ = 527⁰С.

Как изменится давление газа, если от него отнять 420 кДж? Принять зависимость с = f(t) линейной.

Отв. р₂ = 0,42 МПа.

Изобарный процесс

46. Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть 2 м³ воздуха при постоянном избыточном давлении р = 0,2 МПа от t₁ = 100° С до t₂ = 500° С?

Какую работу при этом совершит воздух?

Давление атмосферы принять равным 101 325 Па.

Отв. Q_р = 2356 кДж, L = 646,3 кДж

47. Определить количество теплоты, необходимое для нагревания 2000 м³ воздуха при постоянном давлении р = 0,5 МПа от t₁ = 150° С до t₂ = 600° С. Зависимость теплоемкости от температуры считать нелинейной.

Отв. Q_P = 3 937 МДж.

48. В установке воздушного отопления внешний воздух при t₁ = - 15° С нагревается в калорифере при р = const до 60° С. Какое количество теплоты надо за­тратить для нагревания 1000 м³ наружного воздуха? Теплоемкость воздуха считать постоянной.

Давление воздуха принять равным 101 325 Па.

Отв. 103 МДж.

49. 0,2 м³ воздуха с начальной температурой 18° С подогревают в цилиндре диаметром 0,5 м при постоянном давлении р = 0,2 МПа до температуры 200° С.

Определить работу расширения, перемещение поршня и количество затраченной теплоты, считая зависимость теплоемкости от температуры линейной.

Отв. L = 25 000 Дж; h = 0,64 м; Q = 88,3 кДж.

50. 2 м³ воздуха с начальной температурой t₁ = 15⁰ С расширяются при постоянном давлении до 3 м³ вследствие сообщения газу 837 кДж теплоты.

Определить конечную температуру, давление газа в процессе и работу расширения.

Отв. t₂ = 159° С; р = 0,24 МПа; L = 239 кДж.

Изотермический процесс

51. Для осуществления изотермического сжатия 0,8 кг воздуха при р₁ = 0,1 МПа и t = 25⁰С затрачена работа в 100 кДж.

Найти давление р₂ сжатого воздуха и количесво теплоты, которое необходимо при этом отвести от газа?

Отв. р₂ = 0,322 МПа; Q = 90 кДж.

52. 8 м³ воздуха при р₁ = 0,09 МПа и t₁ = 20⁰ С сжимаются при постоянной температуре до 0,81 МПа.

Определить конечный объем, затраченную работу и количество теплоты, которое необходимо отвести от газа.

Отв. V₂ = 0,889 м³; L = Q = - 1581 кДж.

53. При изотермическом сжатии 0,3 м³ воздуха с начальными параметрами р₁ = 1 МПа и t₁ = 300⁰ С отводится 500 кДж теплоты.

Определить конечный объем V₂ и конечное давление р₂.

Отв. V₂ = 0,057 м³; р₂ = 5,26 МПа.

54. В воздушный двигатель подается 0,0139 м³/с воздуха при р₁ = 0,5 МПа и t_i = 40° С.

Определить мощность, полученную при изотермиче­ском расширении воздуха в машине, если р₂ = 0,1 МПа.

Отв. L = 11,188 кВт.

55. Воздух при давлении р₁ = 0,1 МПа и температуре t₁ = 27° С сжимается в компрессоре до р₂ = 3,5 МПа.

Определить величину работы L, затраченной на сжатие 100 кг воз­духа, если воздух сжимается изо­термически.

Отв. L = —30 576 кДж.