Wrocław, 2.06.2015 Lista powtórzeniowa
1. Cylinder zamknięty tłokiem zawiera gaz doskonały, którego ilość Vu=5 m3 określono dla warunków umownych: 0C i 100 kPa. Ma on temperaturę początkową T1=298 K i ciśnienie p1= 100 kPa. Gaz sprężono izotermicznie do ciśnienia p2= 3 MPa. Oblicz: objętość gazu w cylindrze przed i po sprężaniu: V1 i V2, pracę sprężania gazu L1-2 oraz ciepło przemiany Q1-2. Przedstaw przemianę w układzie współrzędnych p-v i T-s. Narysuj urządzenie realizujące proces.
2. W idealnym silniku gaz odbywa przemianę PV1.2=idem. Oblicz pracę absolutną i techniczną, jeżeli na początku przemiany ciśnienie absolutne gazu wynosi 1MPa a objętość 200 dm3, zaś na końcu przemiany ciśnienie osiąga 100 kPa.
3. W cylindrze silnika Diesla następuje sprężanie powietrza o temperaturze T1 = 300 K od ciśnienia p1
= 0.1 MPa do ciśnienia p2 = 4.42 MPa. Przyjąć, że przemiana ta przebiega jako politropowa odwracalna, z wykładnikiem n = 1,35. Określić: temperaturę T2 na końcu przemiany, pracę przemiany l1-2 , ciepło przemiany q1-2 , narysować przebieg przemiany na wykresach p-v i T-s.
4. Objętość powietrza o parametrach początkowych m1=20 kg p1=2 bar i t1=300 C zmniejszono dwukrotnie. Proces przeprowadzono: izobarycznie, izotermicznie i adiabatycznie. Oblicz parametry stanu końcowego dla każdej przemiany. Wyznacz pracę absolutną i techniczną.
traktując powietrze jako gaz doskonały, dwuatomowy. Przedstaw przemiany w układach p-V i T-s.
5. Cylinder zamknięto od góry tłokiem, który może się swobodnie poruszać i zaizolowano termicznie.
Powierzchnia tłoka wynosi 0.02 m2. Wewnątrz cylindra umieszczono wiatraczek o mocy 25 W. Do cylindra wprowadzono gaz, po czym uruchomiono wiatraczek na 3 min. Po wyłączeniu wiatraczka i osiągnięciu stanu równowagi w układzie stwierdzono, że tłok podniósł się o 30 cm. Jak zmieniła się energia wewnętrzna gazu, jeżeli proces przebiegał pod ciśnieniem normalnym.
6. Dwa zbiorniki połączone są krótkim rurociągiem z zaworem. Przy zamkniętym zaworze zbiorniki zawierają: pierwszy zbiornik o objętości V1 = 2m3 - κ = 1,4) o parametrach P1 = 1 MPa, T1 = 323 K, drugi zbiornik o objętości V2 =3m3 - metan CH4 (M2 = 16 κ = 1,33) o parametrach P2 = 500 kPa, T2 = 298 K. Po pewnym czasie od otwarcia zaworu gazy wymieszały się, tworząc roztwór. Zakładając brak wymiany ciepła z otoczeniem, obliczyć: udziały molowe składników roztworu, jego masę molową, oraz temperaturę i ciśnienie roztworu.
7. Dwa obiegi porównawcze silników spalinowych: Otto i Diesla mają się przebiegać w następujących warunkach: maksymalna objętość gazu w cylindrze: Vmax=0.5 m3, maksymalne ciśnienie: pmax=5 MPa, maksymalna temperatura Tmax= 2000 K, minimalna temperatura Tmin=300 K, minimalne ciśnienie pmin= 100 kPa. Naszkicuj obiegi w układach p-v i T-s, z zaznaczeniem pól odpowiadających: ciepłu doprowadzonemu i pracy obiegu. Oblicz: brakujące parametry gazu w punktach charakterystycznych, prace obiegów, sprawności obiegów, sprawności maksymalne obiegów.
dr hab. inż. Monika Maciejewska
