Контрольная работа по термодинамике

• Номер работы:
  1625609
• Раздел:
  Все работы   →   Решенные задачи   →   Физика
• Год добавления:
  20.11.2025 г.
• Объем работы:
  5 стр.
• Содержание:
  
  Контрольная работа
  по термодинамике
  Задача 2.
  4 кг воздуха с начальным давлением Р1=1,2 МПа и начальной температурой -10 град. С сжимаются 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 к=1,4.
  
  Дано:
  Р1=1,2 Мпа=1.2?106Па
  t1=-10 оС=263.15К.
  Р2=0,2 Мпа=0.2?106Па
  к=1,4
  Найти: V; t2; ?U.
  Решение:
  Начальный объем V1 определяем, используя уравнение Менделеева-Клапейрона:
  P1V1=m/M*RT1 ? V1=mRT1/MP1
  Подставляем значения:
  m=4 кг,
  R=8.314 Дж/(моль ?К)R=8.314Дж/(моль?К) - универсальная газовая постоянная
  M=0.029 кг/мольM=0.029кг/моль - молярная масса воздуха
  P1=1.2 МПа=1.2?106Па.
  V1=4?8.314?263.15 / 0.029?1.2?106=0.0115 м3.
  Конечный объем V2:
  Для адиабатного процесса:
  P1 / P2=(V2 / V1)k ? V2=V1(P1 / P2)1/k.
  V2=0.0115?(1.2/0.2)1/1.4=0.0263м3.
  Чтобы найти конечную температуру T2, используем соотношение:
  T2=T1(P2 / P1)k?1 / k
  T2=263.15?(0.2/1.2)0.4/1.4=110.1К или 110.1?273.15=?163?C.
  Вычисляем работу сжатия A.
  Работа при адиабатном процессе:
  A=P1V1?P2V2 / k?1
  A=1.2?106?0.0115?0.2?106?0.0263/1.4?1=16350 Дж=16.35 кДж
  Находим изменение внутренней энергии ?U.
  Для адиабатного процесса Q=0Q=0, поэтому:
  ?U=?A=?16.35 кДж.
  Ответ:
  Конечный объем: V2=0.0263 м3,
  Конечная температура: T2=?163?C,
  Работа сжатия: A=16.35 кДж,
  Изменение внутренней энергии: ?U=?16.35 кДж.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  Задача 12. 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 ?2=5мм. Температура в холодильной камере tк=4?С, средняя температура рассола tж=-15 ?C, коэффициент теплоотдачи от воздуха ко льду ?1=20 Вт/(м 2 ·К), коэффициент теплоотдачи от рассола к стенке ?2=2000 Вт/(м 2 ·К), коэффициент теплопроводности льда ?=2,25 Вт/(м·К), коэффициент теплопроводности стальной стенки ?1=32 Вт/(м·К) и толщина стенки ?=1,5 мм.
  Дано: ?2=5мм
  tк=4?С
  tж=-15 ?C
  ?1=20 Вт/(м 2 ·К)
  ?2=2000 Вт/(м 2 ·К
  ?=2,25 Вт/(м·К)
  ?1=32 Вт/(м·К)
  ?=1,5 мм.
  
  Решение:
  ……………………………
  
  
  
  
  
  
  Задача 22.
  До какого давления должно быть произведено дросселирование перегретого водяного пара с начальным давлением Р1=10 Мпа и начальной температурой t1=400 о С, чтобы удельный объем пара увеличился в 1,5 раза. Определить уменьшение температуры при дросселировании, изменение удельной энтропии и потерю работоспособности 1 кг пара, приняв низшую температуру в рассматриваемой системе 30 о С. Изобразить тепловой процесс в is-диаграмме.
  
  
  
  Решение:
  ……………………………
  
  
• Выдержка из работы:
  Некоторые тезисы из работы по теме Контрольная работа по термодинамике
  
  Контрольная работа
  по термодинамике
  Задача 2.
  4 кг воздуха с начальным давлением Р1=1,2 МПа и начальной температурой -10 град. С сжимаются 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 к=1,4.
  
  Дано:
  Р1=1,2 Мпа=1.2?106Па
  t1=-10 оС=263.15К.
  Р2=0,2 Мпа=0.2?106Па
  к=1,4
  Найти: V; t2; ?U.
  Решение:
  Начальный объем V1 определяем, используя уравнение Менделеева-Клапейрона:
  P1V1=m/M*RT1 ? V1=mRT1/MP1
  Подставляем значения:
  m=4 кг,
  R=8.314 Дж/(моль ?К)R=8.314Дж/(моль?К) - универсальная газовая постоянная
  M=0.029 кг/мольM=0.029кг/моль - молярная масса воздуха
  P1=1.2 МПа=1.2?106Па.
  V1=4?8.314?263.15 / 0.029?1.2?106=0.0115 м3.
  Конечный объем V2:
  Для адиабатного процесса:
  P1 / P2=(V2 / V1)k ? V2=V1(P1 / P2)1/k.
  V2=0.0115?(1.2/0.2)1/1.4=0.0263м3.
  Чтобы найти конечную температуру T2, используем соотношение:
  T2=T1(P2 / P1)k?1 / k
  T2=263.15?(0.2/1.2)0.4/1.4=110.1К или 110.1?273.15=?163?C.
  Вычисляем работу сжатия A.
  Работа при адиабатном процессе:
  A=P1V1?P2V2 / k?1
  A=1.2?106?0.0115?0.2?106?0.0263/1.4?1=16350 Дж=16.35 кДж
  Находим изменение внутренней энергии ?U.
  Для адиабатного процесса Q=0Q=0, поэтому:
  ?U=?A=?16.35 кДж.
  Ответ:
  Конечный объем: V2=0.0263 м3,
  Конечная температура: T2=?163?C,
  Работа сжатия: A=16.35 кДж,
  Изменение внутренней энергии: ?U=?16.35 кДж.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  Задача 12. 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 ?2=5мм. Температура в холодильной камере tк=4?С, средняя температура рассола tж=-15 ?C, коэффициент теплоотдачи от воздуха ко льду ?1=20 Вт/(м 2 ·К), коэффициент теплоотдачи от рассола к стенке ?2=2000 Вт/(м 2 ·К), коэффициент теплопроводности льда ?=2,25 Вт/(м·К), коэффициент теплопроводности стальной стенки ?1=32 Вт/(м·К) и толщина стенки ?=1,5 мм.
  Дано: ?2=5мм
  tк=4?С
  tж=-15 ?C
  ?1=20 Вт/(м 2 ·К)
  ?2=2000 Вт/(м 2 ·К
  ?=2,25 Вт/(м·К)
  ?1=32 Вт/(м·К)
  ?=1,5 мм.
  
  Решение:
  ……………………………
  
  
  
  
  
  
  Задача 22.
  До какого давления должно быть произведено дросселирование перегретого водяного пара с начальным давлением Р1=10 Мпа и начальной температурой t1=400 о С, чтобы удельный объем пара увеличился в 1,5 раза. Определить уменьшение температуры при дросселировании, изменение удельной энтропии и потерю работоспособности 1 кг пара, приняв низшую температуру в рассматриваемой системе 30 о С. Изобразить тепловой процесс в is-диаграмме.
  
  
  
  Решение:
  ……………………………