Контрольные задачи по термодинамике. Контрольные задания по курсу техническая термодинамика

• Название: Контрольные задания по курсу техническая термодинамика
• Дата: 21.10.2021
• Размер: 102.5 Kb.
• Имя файла: Контрольные задачи по термодинамике.doc
• Тип: Задача; #252738

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО КУРСУ

«ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА»
Расчетную работу выполнять на листах А4, включающую в себя титульный лист, исходные данные, результаты расчетов.

Номер варианта контрольного задания определяется двумя последними цифрами студенческого билета (зачетной книжки). Работы, выполненные не по своему варианту, рассматриваться не будут.

При выполнении контрольного задания необходимо:

- выписать условие задачи;

- решение сопроводить кратким пояснительным текстом, в котором нужно указать, какая величина определяется и по какой формуле, какие величины подставляются в формулу;

- вычисления дать в развернутом виде, единицах СИ;

- проставить размерности;

- задачи сопроводить соответствующими схемами и рисунками.
Задача 1. По известному объемному составу газовой смеси и ее параметрам – давлению Р₁ и температуре t₁ – определить:

1) массовую долю компонентов, входящих в смесь;

2. 
   среднюю молекулярную массу и газовую постоянную смеси;
   
3. 
   плотность и удельный объем смеси при заданных и нормальных условиях;
   
4. 
   парциальное давление N₂;
   
5. 
   среднюю объемную и среднюю массовую изобарную теплоемкости смеси в интервале 0 – t₁ ˚С.
   

Данные для решения задачи выбрать из таблицы 1.
Теплоемкости различных газов в зависимости от температуры даны в приложении.

Таблица 1

Последняя цифра шифра	Объемные доли газовой смеси, %				Предпоследняя цифра шифра	Р1, МПа	t1, ˚С
	СО2	Н2О	N2	O2
0	-	10	72	18	0	0,12	140
1	20	-	68	12	1	0,14	160
2	25	15	60	-	2	0,16	180
3	15	-	75	10	3	0,11	220
4	12	8	80	-	4	0,13	150
5	-	12	65	23	5	0,15	170
6	-	18	50	32	6	0,17	230
7	32	13	55	-	7	0,19	240
8	-	8	62	30	8	0,16	260
9	10	-	79	11	9	0,18	280

Задача 2. Газ с массой М имеет начальные параметры - давление Р₁ и температуру t₁. После политропного изменения состояния параметры газа стали V₂ и Р₂. Определить характер процесса (сжатие или расширение), конечную температуру газа t₂, показатель политропы п, теплоемкость процесса С, работу L, теплоту Q, изменение внутренней энергии ∆U и энтропии ∆S. Определить эти же параметры, а также конечное давление Р₂, если изменение состояния до того же конечного объема V₂ происходит:

а) по адиабате;

б) по изотерме.

Изобразить на графике (без расчета и соблюдения масштаба) все процессы в PV- и TS- диаграммах (по 3 кривых в каждом графике). Составить сводную таблицу результатов расчета.

Данные для решения задачи выбрать из таблицы 2.
Таблица 2

Последняя цифра шифра	Род газа	t1, ˚С	Р1, МПа	Предпоследняя цифра шифра	М, кг	Р2, МПа	V2, м3
0	NH3	100	0,50	0	8	0,25	3,3
1	O2	150	0,55	1	10	0,32	4,6
2	CO2	200	0,60	2	12	0,36	5,5
3	CO	250	0,65	3	11	0,20	3,5
4	N2	300	0,70	4	9	1,12	1,0
5	Воздух	350	0,75	5	8,5	1,37	0,9
6	C2H4	400	0,80	6	7,5	1,45	0,8
7	CH4	450	0,83	7	10,5	0,15	0,85
8	C2H2	225	0,63	8	11,2	1,28	1,05
9	Воздух	325	0,72	9	9,3	1,53	3,2

Задача 3. 1 кг воздуха совершает работу в обратимом цикле Карно при температурах верхнего t_I и нижнего t_II источника тепла. Наивысшее давление составляет Р₁, а наинизшее – Р₃. Определить параметры состояния (P, V, T) в характерных точках цикла, работу цикла l_ц, количество подведенной q₁ и отведенной q₂ теплоты и термический к.п.д. η_t цикла. Показатель адиабаты для воздуха принять равным k = 1,4. Изобразить в масштабе цикл на PV- и TS- диаграммах.

Данные для решения задачи выбрать из таблицы 3.
Таблица 3

Последняя цифра шифра	tI, ˚С	tII, ˚С	Предпоследняя цифра шифра	Р1, МПа	Р3, МПа
0	550	250	0	5	0,10
1	600	290	1	6	0,11
2	650	330	2	7	0,12
3	700	370	3	8	0,13
4	750	410	4	9	0,12
5	800	450	5	10	0,11
6	850	490	6	11	0,10
7	900	530	7	12	0,12
8	950	570	8	13	0,11
9	1000	600	9	14	0,10

ПРИЛОЖЕНИЕ
Средние изобарные теплоемкости некоторых газов, КДж/(кмоль∙К)

t, ˚С	Воздух	O2	N2	H2O	CO2
0	29,073	29,274	29,115	33,499	35,860
100	29,153	29,538	29,144	33,741	38,112
200	29,299	29,931	29,228	34,118	40,059
300	29,521	30,400	29,383	34,575	41,755
400	29,789	30,878	29,601	35,090	43,250
500	30,095	31,334	29,864	35,630	44,573
600	30,405	31,761	30,149	36,195	45,753
700	30,723	32,150	30,451	36,789	46,813
800	31,028	32,502	30,748	37,392	47,763
900	31,321	32,825	31,037	38,008	48,617
1000	31,598	33,118	31,313	38,619	49,392
1200	32,109	33,633	31,828	39,825	50,740
1400	32,565	34,076	32,293	40,976	51,858
1600	32,967	34,474	32,699	42,056	52,800
1800	33,319	34,834	33,055	43,070	53,604
2000	33,641	35,169	33,373	43,995	54,290
2200	33,296	35,483	33,658	44,853	54,881
2400	34,185	35,785	33,909	45,645	55,391