Реферат: Технічна термодинаміка та теплові процеси технології будівельних матеріалів
Відповідь: М = 8,6 кг
17. В циліндрі з рухомим поршнем перебуває 0,8
м3 повітря під тиском р=0,5 МПа. Як повинен змінитися об’єм, щоб при
підвищенні тиску до 0,8 МПа температура повітря не змінилася?
Відповідь: V = 0,5 м3
18. Димові гази після топки парового котла охолоджуються
від 1200 до 250оС. У скільки разів зменшується їх об’єм, якщо тиск
газів на початок і на кінець газоходу однаковий?
Відповідь: У 2,82 рази
19. У скільки разів об’єм певної маси газу при
- 20оС менший ніж при +20оС, якщо тиск для обох випадків
однаковий?
Відповідь: У 1,16 разів. Для розв'язку
можна скористати залежність
20. У скільки разів зміниться густина газів у
посудині, якщо при постійній температурі показання манометра зменшуються від р1=1,8
МПа до р2=0,3 МПа? Барометричний тиск складає 0,1 МПа.
Відповідь:
21. У повітронагрівач парового котла подається вентилятором 130000 м3/год повітря
при температурі 30оС. Визначити об'ємні витрати повітря на виході із
підігрівача, якщо воно нагрівається до 4000С при сталому тиску.
Відповідь: V =288700 м3/год
22. Визначити газову сталу для кисню, водню і
метану.
Відповідь: RO2=259.8; RH2=4124; RCH4=518.8 Дж/ (кг·К)
23. Який об’єм займає 1 кг азоту при
температурі 700С і тиску 0,2 МПа?
Відповідь: V =0,509 м3/кг
24. Визначити масу кисню у балоні, ємністю 60
л, якщо тиск кисню за показаннями манометра складає 1,08 МПа, а показання
ртутного барометра відповідає 99325 Па при температурі 250С.
Відповідь: М = 0,91 кг
25. В посудині перебуває повітря під
розрідженням 10 кПа при температурі 00С. Ртутний барометр показує
99725 Па при температурі 200С. Визначити за даних умов питомий об’єм
повітря.
Відповідь: V =0,876 м3/кг
26. Який об’єм займає 11 кг повітря при тиску
р=0,44 МПа і температурі 180С?
Відповідь: V =2,088 м3
27. Визначити масу 5 м3 водню, 5 м3
кисню і 5 м3 діоксиду вуглецю під тиском 0,6 МПа при температурі 1000С.
Відповідь: MH2 = 1.95кг; MO2 = 30.9кг; MCO2 = 42.6кг
28. В циліндрі діаметром 0,6 м міститься 0,41
м3 повітря при р=0,25 МПа і t=350С. До якої температури необхідно нагріти повітря під
сталим тиском, щоб поршень, який рухається без тертя, піднявся на 0,4 м?
Відповідь: t2=117,60С.
29. В циліндричній посудині із внутрішнім
діаметром d=0,6 м і висотою h=2,4м перебуває повітря при температурі 180С.
Тиск повітря складає 0,765 МПа. Барометричний тиск складає 101858 Па. Визначити
масу повітря в посудині.
Відповідь: М = 7,04 кг
30. Балон із киснем ємністю 20 л перебуває під
тиском 10МПа при 150С. Після витрати частини кисню тиск упав до
7,6МПа, а температура зменшилася до 100С. Визначити масу витраченого
кисню.
Відповідь: М = 0,606 кг
31. Посудина об’ємом 0,5м3
заповнена повітрям під тиском 0,2 МПа при температурі 200С. Скільки
повітря слід викачати із посудини, щоб розрідження в ній склало 56 кПа за
умови, що температура не зміниться? Атмосферний тиск згідно показанням ртутного
барометра складає 102,4 кПа при температурі ртуті в ньому 180С. Розрідження
в посудині вимірюється ртутним вакуумметром при температурі ртуті 200С.
Відповідь: М = 1,527 кг
32. Резервуар об’ємом 4м3
заповнений диоксидом вуглецю. Визначити масу, силу тяжіння газу в резервуарі,
якщо надлишковий тиск газу р = 40 кПа, температура його 800С,
барометричний тиск повітря В = 102,4 кПа.
Відповідь: М = 8,64 кг; G = 84,8 Н
33. Визначити густину і питомий об’єм водяної
пари в нормальних умовах, вважаючи пару в такому стані ідеальним газом.
Відповідь: н=
0,804 кг/м3, Vн=1,243 м3/кг
34. Який об’єм становить для 10 кмолей азоту в
нормальних умовах?
Відповідь: 224 м3
35. Чому дорівнює об’єм 1 кмолю газу при р =2
МПа і t = 2000С?
Відповідь: 1,97м3/кмоль
36. При якій температурі 1 кмоль газу має
об’єм V= 4м3, якщо тиск
газу р=1кПа?
Відповідь: t = 1980С
37. В посудині ємністю V=10 м3 міститься 25 диоксиду
вуглецю. Визначити абсолютний тиск в посудині при температурі t=270С.
Відповідь: 141,7 кПа
38. Якій температурі відповідає густина азоту
3кг/м3 при тиску 1,5 мПа?
Відповідь: t = 14420С
39. Яку густину має оксид вуглецю при t = 200С, р=94,7 кПа, якщо при 00С
і 101,3 кПа густина складає 1,251кг/м3?
Відповідь: со=
1,09 кг/м3
40. У скільки разів більше повітря вміщує
резервуар при 100С, ніж при 500С, якщо тиск залишається
сталим?
Відповідь: У 1,14 разів
41. Балон ємністю 0,9м3 заповнений
повітрям при температурі 170С. Приєднаний до нього вакуумметр
показує розрідження 80 кПа. Визначити масу повітря в балоні, якщо барометричний
тиск складає 98,7 кПа.
Відповідь: М = 0, 2018 кг
42. Маса пустого балону для кисню ємністю 0,05
м3 дорівнює 80 кг. Визначити масу балону після заповнення його
киснем при температурі t = 200С
до тиску 10 МПа.
Відповідь: М = 86,57 кг
43. Для автогенного зварювання використано
балон кисню, ємністю 100 л. Визначити масу кисню, якщо його тиск р = 12 МПа, і
температура 160С.
Відповідь: М = 16 кг
44. Визначити підйомну силу повітряної кулі,
наповненої воднем, якщо об’єм її на поверхні землі складає 1м3 при
тиску р= 100 кПа, і температурі 150С.
Відповідь:
45. Визначити необхідний об’єм аеростату із
воднем, якщо підйомна сила, яку він повинен мати на висоті Нmax=7000м, дорівнює 39240 Н. Параметри
повітря на вказаній висоті дорівнюють: р = 41 кПа, t = - 300С.
Відповідь: V1=7311м3, , V2=3738м3
46. Газосховище об’ємом V = 100м3 наповнено газом коксових
печей. Визначити масу газу в сховищі, якщо t = 200С, барометричний тиск В = 100 кПа, а показання
манометра, встановленого на газосховищі, р = 133,3 кПа. Газову сталу для
коксового газу прийняти 721 кДж/ (кг·К).
Відповідь: М = 47,6 кг
47. Стиснене повітря в балоні має температуру
150С. Під час пожежі температура повітря в балоні піднялася до 4500С.
Чи вибухне балон, якщо відомо, що він може витримати тиск не більше 9,8МПа? Початковий
тиск 4,8МПа.
Відповідь: Так
48. Посудина ємністю 4,2м3
наповнена 15 кг оксиду вуглецю. Визначити тиск в посудині, якщо температура
газу 270С.
Відповідь: р = 0,318МПа
49. Повітря із балона ємністю 0,9м3
випускається в атмосферу. Температура його спочатку була 270С. Знайти
масу повітря, яке вийшло із балона, якщо початковий тиск в балоні складав
9,32МПа, а після випуску - 4,22МПа, а температура повітря понизилася до 170С.
Відповідь: 51,8 кг
50. По трубопроводу протікає 10м3/с
кисню при температурі 1270С і тиску 0,4МПа. Визначити витрати газу
щосекунди.
Відповідь: М = 38,5 кг/с
51. Дуттєвий вентилятор подає в топку парового
котла 102000м3/год повітря при температурі 3000С і тиску
20,7кПа. Барометричний тиск повітря в приміщенні В = 100,7кПа. Визначити
годинну продуктивність вентилятора (при нормальних умовах).
Відповідь: Q = 48940 м3/год
52. Компресор подає стиснене повітря в
резервуар і тоді тиск в резервуарі підвищується від атмосферного до 0,7МПа, а
температура від 20 до 250С. Об’єм резервуара V = 56м3, барометричний тиск 100 кПа
(приведений 900°С). Визначити масу повітря, що подане в резервуар.
Відповідь: М = 391,7 кг
53. В 1м3 сухого повітря міститься
близько 0,21м3 кисню і 0,79м3 азоту. Визначити масовий
склад повітря, його газову сталу та парціальний тиск кисню й азоту.
Відповідь: mо2=0.232; mN 2 =0.768; R = 287Дж/ (кг·К)
PN2 = 0.79; PO2 = 0.21 від Р суміші
54. Суміш газів складається із водню та оксиду
вуглецю. Масова частка водню mН2 =
0,67%. Визначити газову сталу суміші та її питомий об'єм (при
нормальних умовах).
Відповідь: Rсум = 552 Дж/ (кг·К), Vн=1,49 м3/кг
55. Визначити газову сталу суміші газів, яка
складається із 1м3 генераторного газу та 1,5м3 повітря,
знайти парціальний тиск кожної складової. Густину генераторного газу прийняти
1,2кг/м3.
Відповідь: Rсум = 295 Дж/кг*к, Ргг=0,4
Рсум,
Рпов=0,6 Рсум.
56. Об'ємний склад сухих продуктів горіння
палива наступний: CO2 - 12.3%; O2 - 7.2%; N2 -
80.5%. Визначити уявну молекулярну масу і газову сталу, густину
та питомий об’єм продуктів горіння при В = 100кПа і t = 8000С.
Відповідь: сум
= 30,3; Rсум = 274 Дж/ (кг·К),
V=2,94 м3/кг,
сум = 0,34кг/ м3
57. Генераторний газ має наступний об'ємний
склад: Н2 - 7%; СН4 - 2%; CO
- 27,6%; СO2 - 4,8%; N2 - 58,6%. Визначити масові частки,
уявну молекулярну масу, газову сталу, густину та парціальний тиск при 150С
і 0,1МПа.
Відповідь: mH2 = 0.005; mCH4 = 0.012; mCO = 0.289;
mCO2 = 0.079; mN2 = 0.615; сум =
26,72; Rсум = 310,8 Дж/ (кг·К),сум
= 1,095кг/ м3
РН2 = 7 кПа.
58. Газ коксових печей має наступний об'ємний
склад: Н2 - 57%; СН4 - 23%; CO
- 6%; СO2 - 2%; N2 - 12%. Визначити масові частки,
уявну молекулярну масу, газову сталу, густину та парціальний тиск при 150С
і 100 кПа.
Відповідь сум
= 10,77; mH2 = 0,107; mCO2 = 0.082;
Rсум = 772 Дж/ (кг·К),сум
= 0,45кг/ м3
59. Генераторний газ має склад: Н2
- 18%; CO - 24%; СO2 - 6%; N2 - 52%. Визначити газову сталу генераторного газу та масовий склад
компонентів.
Відповідь: Rсум = 342 Дж/ (кг·К), mCO2 = 10,85;
mN2 = 60,03; mH2 = 1,48; mCO = 27,63…%
60. Аналіз димових газів виявив склад: rCO2 = 12.2%, rO2 = 7.1%, rCO = 0.4%, rN2 = 80.3%. Розрахувати масовий склад газів.
Відповідь: mCO2 = 17,7%, mO2 = 7,5%, mCO = 0,37%, mN2 = 74,43%.
61. В резервуарі перебуває коксовий газ під
тиском 0,5МПа при температурі 180С. Об’єм резервуара 125м3.
Об'ємний склад газу наступний: rН2 = 46%, rСН4 = 32%, rCO = 15%, rN2 = 07%. Після витрати деякої кількості газу
тиск його упав до 0,3МПа, а температура до 120С. Визначити масу
витраченого газу.
Відповідь: М = 2167 кг.
62. Масовий склад суміші наступний: CO2 - 18%; O2
- 12%; N2 - 70%. До якого тиску необхідно довести суміш, яка перебуває при нормальних
умовах, щоб при температурі 1800С 8 кг її мали об’єм 4м3?
Відповідь: р = 0,24МПа
63. Визначити масовий склад газової суміші СO2 і N2, якщо
парціальний тиск рСО2 = 120кПа, а для суміші рсум =
300кПа.
Відповідь:: mCO2 = 0,512, mN2 = 0,488.
64. Газова суміш має склад: CO2 - 12%; O2 - 8%; N2 - 80%. До
якого тиску необхідно довести суміш, яка перебуває при нормальних умовах, щоб
густина її склала 1,6кг/м3?
Відповідь: до 0,213 МПа
65. Визначити середню масову теплоємність при
сталому об’ємі для азоту в межах 200...8000С, рахуючи, що середня
мольна теплоємність азоту при сталому тиску може бути визначена за формулою
Відповідь: 0,8122 кДж/ (кг·К)
66. Повітря в кількості 6м3 при
тиску 0,3МПа і температурі 250С нагрівається під сталим тиском до
температури 1300С. Визначити кількість підведеної теплоти за умови С
= const.
Відповідь: 2235кДж
67. В закритій посудині об’ємом 300л перебуває
повітря під тиском 0,8 МПа і температурі 200С. Яку кількість теплоти
необхідно підвести для того, щоб температура повітря піднялася до 1200С.
Теплоємність повітря приймаємо сталою.
Відповідь: 77,3 кДж.
68. В калориметрі з ідеальною тепловою
ізоляцією перебуває вода в кількості 0,8 кг при температурі 150С. Калориметр
виготовлений із срібла, теплоємність якого 0,2345кДж/ (кг·К). Маса калориметра
0,25кг. В калориметр опустили 0,2кг алюмінію при температурі 1000С. Внаслідок
температура води підвисилася до 19,240С. Визначити теплоємність
алюмінію.
Відповідь: 0,8946 кДж/ (кг·К)
69. Димові гази надходять в газохід парового
котла при температурі 11000С і виходять із газоходу при температурі
7000С. Склад газів за об’ємом: rCO2
= 11%, rO2 = 6%, rН2O
= 8%, rN2
= 75%. Визначити, яку кількість
теплоти втрачає 1м3 димового газу за нормальних умов.
Відповідь: 697,5 кДж/м3
70. Визначити годинні витрати палива для
роботи парової турбіни потужністю 25МВт, якщо теплота згоряння палива 33,85
МДж/кг. На переутворення теплової енергії в механічну використовується тільки
35% теплоти спаленого матеріалу.
Відповідь: 7,59Т/год
71. Паросилова установка потужністю 4200 кВт
має к. к. д. =0, 20. Визначити годинні
витрати палива, якщо кДж/кг.
Відповідь: 3024 кг/год
72. В котельні електростанції зо 10 год. роботи
спалено 100т кам’яного вугілля з теплотою згорання кДж/кг.
Визначити кількість напрацьованої електроенергії та потужність станції, якщо к.
к. д. процесу переутворення теплової енергії в електричну складає 20%.
Відповідь: 162780 кВт·год, Nст = 16278 кВт.
73. В посудину із 5л води при температурі 200С
опустили електронагрівач потужністю 800 Вт. Скільки необхідно часу, щоб вода
нагрілася до 1000С? Втратами теплоти посудиною
знехтувати.
Відповідь: 30 хвилин
74. В калориметр із 0,6кг води в середині при t = 200С опустили сталевий зразок
масою 0,4кг, нагрітий до 2000С. Визначити теплоємність сталці, якщо
підвищення температури води склало 12,50С. Масою власно калориметра
знехтувати.
Відповідь: С = 0,469 кДж/ (кг·R)
75.2м3 повітря під тиском 0,5МПа
при температурі 500С змішуються з 10м3 повітря під тиском
0,2МПа при температурі 1000С. Визначити тиск і температуру суміші.
Відповідь: tсум = 820С, рсум
= 0,25МПа
76. У збірному газоході котельної змішуються
відхідні гази трьох котлів при атмосферному тиску. Для спрощення приймаємо
однаковий склад газів: Н2О - 5,8%; СO2
- 11,8%; О2 - 6,8%, N2
- 75,6%. Годинні
витрати газів складають V1 = 7100м3/год, V2 = 2600 м3/год, V3 = 11200 м3/год, а температура відповідно 1700С, 2200С,1200С.
Визначити температуру газів після змішування та їх об'ємні витрати крізь димову
трубу при цій температурі.
Відповідь: t = 1470С, V = 20900м3/год.
77. Димові гази із трьох парових котлів під
тиском 0,1 МПа змішуються у збірному газоході та видаляються в атмосферу. Об'ємний
склад топ очних газів із котлів наступний:
І - СО2 = 10,4%, О2 - 7,2%,
N2 - 77%, Н2О - 5,4%.
ІІ - СО2 = 11,8%, О2 - 6,9%,
N2 - 75,6%, Н2О - 5,8%.
ІІІ - СО2 = 12%, О2 - 4,1%,
N2 - 77,8%, Н2О - 6,1%.
Годинні витрати газів складають М1
= 1200кг/год, М2 = 6500 кг/год, М3
= 8400 кг/год, а температури відповідно 1300С, 1800С,
2000С. Визначити температуру відхідних газів після змішування у
збірному газоході. Приймаємо мольні теплоємності однаковими.
Відповідь: tсум = 1640С
78. Пічні гази після тунельної печі в
кількості 400 кг/год при температурі 9000С повинні бути охолодженими
до 5000С і спрямовані в сушарку. Гази охолоджуються повітрям. Тиск
обох газових потоків однаковий. Визначити годинні витрати повітря, якщо відомо,
що Rгаз = Rпов, Сгаз = Спов.
Відповідь: Мпов = 366 кг/год
79. Газ під тиском 1МПа і при температурі 200С
нагрівається при сталому об’ємі до температури 3000С. Визначити
кінцевий тиск газу.
Відповідь: 1,956МПа.
80. В закритій посудині ємністю 0,3м3
міститься 2,75 кг повітря під тиском 0,8МПа при температурі 250С. Визначити
тиск і питомий об’єм після охолодження повітря до 00С.
Відповідь: р = 0,732МПа, V = 0,109м3/кг
81. В закритій посудині розміщується газ при
тиску 2,8МПа, температурі 1200С. Який встановиться тиск, якщо
температура впаде до 250С?
Відповідь: 2,12МПа
82. В закритій посудині перебуває газ під
розрідженням 2666 Па при температурі 100С. Показання барометра 100
кПа. Після охолодження газу розрідження стало 20 кПа. Яка кінцева температура
газу?
Відповідь: - 40,40С
83. До якої температури потрібно нагріти газ
при V = const, якщо вихідний тиск 0,2МПа, температура 200С, а кінцевий
тиск 0,5МПа?
Відповідь: до 459,50С
84. Посудина ємністю 90л міститься повітря при
тиску 0,8 МПа і температурі 300С. Визначити кількість теплоти, яку
необхідно надати повітрю, щоб підвищити його тиск приV = const до 1,6МПа. Залежність
теплоємності від температури нелінійна.
Відповідь: Q = 184,8 кДж
85. До якої температури необхідно охолодити
0,8м3 повітря із початковим тиском 0,3МПа і температурою 150С,
щоб тиск при сталому об’ємі впав до 0,1МПа? Яку кількість теплоти необхідно для
цього відвести? Теплоємність повітря вважати сталою.
Відповідь: до - 1770С, Q = - 402 кДж
86. Посудина з киснем місткістю 60л перебуває
під тиском 12,5МПа. Визначити кінцевий тиск кисню, кількість наданої йому
теплоти, якщо початкова температура 100С, а кінцева 300С,
теплоємність кисню вважати сталою.
Відповідь: 13,4 МПа, Q = 133 кДж
87. Для системи повітряного опалення зовнішнє
повітря при t1=
150С підігрівається в калорифері
при р = const до 600С. Яку
кількість теплоти необхідно витратити для підігріву 1000м3
зовнішнього повітря? Теплоємність повітря вважати сталою. Тиск повітря дорівнює
101325Па.
Відповідь: 103МДж
88. Топ очні гази проходять через підігрівач
повітря. Початкова температура газів 3000С, кінцева 1600С,
витрата газів 1000кг/год. Початкова температура повітря складає 150С,
витрати його - 910 кг/год. Визначити температуру нагрітого повітря, якщо втрати
підігрівача складають 4%. Середня теплоємність газів і повітря і дорівнює
відповідно 1,0467 і 1,0048 кДж/ (кг·К).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
|