Термодинамика

Задача Определить работу изменения давления потока газа l_о при истечении его через сопло с с_о=0 и выходной скоростью газа 500 м/с.

Задача Определить температуру и давление полностью заторможенного потока водяного пара на выходе из диффузора, если на входе в диффузор пар имеет р₁=1 бар, t₁=120 ^оС, с₁=400 м/с. Процесс торможения считать обратимым адиабатным.

Задача При адиабатном дросселировании идеального кислорода с начальной температурой 70 ^оС его давление изменяется от р₁ = 10 бар до р₂ = 1 бар. Расход газа 10 кг/с. Определить относительное увеличение удельного объема кислорода в конце процесса v₂/v₁, изменение энтропии системы и потерю эксергии газа за счет необратимости процесса его дросселирования при t_ос = 20 ^оС.

Задача В объеме адиабатно смешиваются два идеальных газа: кислород (О₂) и водород (Н₂). Кислород до смешения занимал объем V₁ = 0,5 м³ при р₁ = 2 бар, t₁ = 20 ^оС. Водород до смешения занимал объем V₂ = 1,5 м³ при р₂ = 4 бар, t₂ = 80 ^оС. Определить параметры смеси: t_см, р_см , изменение энтропии системы за счет необратимости процесса смешения и потерю эксергии при температуре внешней среды 20 ^оС. Считать постоянными теплоемкости газов с_v и с_р.

Задача В объеме смешиваются два газа: метан (СН₄) и азот (N₂). Задано: для метана m₁ = 3 кг, р₁ = 5 бар, t₁ = 20 ^оС; для азота m₂ = 7 кг, р₂ = 3 бар, t₂ = 90 ^оС. Считая газы идеальными с жесткими молекулами, а смешение адиабатным, определить параметры смеси t_см , р_см , v_см, изменение энтропии системы за счет необратимости процесса смешения и потерю эксергии газов при температуре внешней среды 20 ^оС.

Задача Определить термический и внутренний абсолютный КПД идеального цикла ДВС с подводом теплоты при постоянном объеме (рис.1), для которого задано: р₁ = 1 бар, t₁ = 20 ^оС, степень адиабатного сжатия e = 7, температура в начале процесса адиабатного расширения t₃ = 1200 ^оС, коэффициенты адиабатного расширения и сжатия газа в цилиндре одинаковы
(η_р = η_сж = 0,85). Рабочее тело обладает свойствами идеального воздуха с постоянными теплоемкостями с_v и с_р.

Рис. 1. Идеальный 1234 и реальный 12’34’ циклы ДВС с подводом теплоты при V=const в Т,s- диаграмме

Задача Определить термический КПД идеального прямоточного цикла ВРД 1-2-3-4-1 (рис. 1), для которого задано:
р₁ = 1 бар, t₁ = -20 ^оС, скорость самолета 800 км/ч. Скорость на выходе из диффузора принять равной нулю. Рабочее тело обладает свойствами идеального воздуха с m = 28,96 кг/кмоль и к = 1,4.

Рис. 1 Идеальный 1-2-3-4 и реальный 1-2’-3’-4’ циклы прямоточного ВРД в Т, s - диаграмме

Задача. Вычислить удельные теплоемкости неона и водорода при постоянных объеме (с_v) и давлении (c_p), принимая эти газы за идеальные.

Задача. Вычислить удельные теплоемкости с_v и с_p смеси неона и водорода. Массовые доли газов соответственно равны w₁=0,8 и w₂=0,2. Значения удельных теплоемкостей неона с_v1= 624 Дж/(кг×К), водорода с_v2=10,4 кДж/(кг×K);

Задача. Определить количество теплоты, поглощаемой водоро­дом массой m=0,2 кг при нагревании его от температуры t₁=0°С до температуры t₂=100 °С при постоянном давлении. Найти также изменение внутренней энергии газа и совершаемую им работу.