Termodynamika Lista zadań nr 6
1. W butli znajduje się dwutlenek węgla pod ciśnieniem 20 bar. Układ ma temperaturę 20 C. Ile ciepła doprowadzono w celu zwiększenia temperatury gazu o 30 stopni. Oblicz ciśnienie gazu w butli po podgrzaniu. Przedstaw przemianę we współrzędnych pv i Ts.
2. W zbiorniku o objętości 1.5 m3 znajduje się powietrze (=1.4) o temperaturze początkowej t1=15C i ciśnieniu p1=250 kPa. Zbiornik ma wbudowany grzejnik o mocy 1 kW. Narysuj przemianę we współrzędnych p-v i T-s. Pomijając straty ciepła do otoczenia oblicz: masę gazu w zbiorniku, temperaturę i ciśnienie gazu po upływie 5 min od włączenia grzejnika oraz ilość ciepła pochłoniętego przez gaz w zbiorniku.1
3. Cylinder zamknięty tłokiem zawiera gaz doskonały. Objętość gazu równą 7 m3 określono dla warunków normalnych. Temperatura i ciśnienie początkowe gazu wynoszą odpowiednio: 298 K i 100 kPa. Gaz sprężono izotermicznie do ciśnienia 3.5 MPa. Oblicz objętość gazu w cylindrze przed i po sprężaniu, pracę sprężania gazu oraz ciepło przemiany. Przedstaw przemianę we współrzędnych p-v i T-s. 1
4. W cylindrze o objętości 0.5 m3 znajduje się powietrze o ciśnieniu 650 kPa, w temperaturze 25C. Jakie będą ciśnienie i objętość gazu po izotermicznym doprowadzeniu 325 kJ ciepła?
Narysuj przemianę we współrzędnych p-v i T-s. 1
5. Wewnątrz kadłuba generatora elektrycznego o mocy 350 MW przepływa wodór pod stałym ciśnieniem 350 kPa. Wodór chłodzi uzwojenia elektryczne nagrzewając się od 20 C do 40 C.
Traktując wodór jako gaz półdoskonały wyznacz jego strumień (w kg/s oraz m3N/s) potrzebny do odprowadzenia ciepła strat, równego 1.5 % mocy generatora. 1
1 na podstawie: J. Cieśliński, B. Grudziński, W. Jasiński, W. Pudlik, Termodynamika – zadania i przykłady obliczeniowe, Wydawnictwa Politechnik Gdańskiej, Gdańsk, 2008
dr hab. inż. Monika Maciejewska
