Вариант №3

1. Полное описание изотермического процесса: уравнение, связь между параметрами в начале и в конце процесса, теплота, работа, внутренняя энергия, энтальпия и энтропия в процессе.

2. В сосуде вместимостью 150 л содержится азот при абсолютном давлении

Р₁ =500 кПа и температуре t₁=37⁰С. При постоянном объеме подводится некоторое количество теплоты, так что давление возрастает вдвое. Найти изменение внутренней энергии и энтропии газа в процессе.

3.  Какое количество теплоты нужно сообщить 12 м³  азота, первоначально находившимся при температуре 20⁰С, чтобы его объем удвоился при давлении 1 атм? Как изменится внутренняя энергия газа?

4.        Р              а                                                                                              2

                           1                                                                                               b          

                                                                                                                                               V

Начальное состояние газа под поршнем цилиндра определяется точкой 1. Газ переводится в состояние 2 один раз по пути 1-а-2, второй раз – по пути 1-b-2. Давления в точках 1 и 2 равны 0.1 МПа и 0.5 МПа, разность объемов в точках 2 и 1 равна 0.5 м³.

Определить разность количеств теплоты, участвующей в процессах 1-а-2  и 1-b-2.

5.  В керамический сосуд массой 400 г  с температурой 20⁰С и теплоемкостью С = 850 Дж/(кг град) наливают 300 см³ горячей  воды (С = 4190 Дж/(кг град)) с температурой 90⁰С. Предполагая, что теплообмена с окружающей средой не происходит, определить температуру сосуда с водой после установления теплового равновесия.

6. Тепловая машина за один цикл отдает холодильнику 400 Дж тепла. Цикл совершается между температурами Т₁=730 К и Т₂=288 К. Чему равна работа, совершаемая машиной за один цикл? Какое количество тепла получено от нагревателя?

 7.Определите суточный расход топлива на электростанции мощностью N = 100 МВт, если ее  КПД  η = 0.35, а теплота сгорания топлива Q_сгор = 30 МДж/кг.

8. Кирпичная стенка толщиной 30 см с теплопроводностью λ = 0.7 Вт /(м град) подвергается с одной поверхности воздействию теплового потока с плотностью q = 70 Вт/м², с другой поверхности осуществляется теплоотвод в среду с температурой t_ср = -20 ⁰С при коэффициенте теплоотдачи α = 30 Вт/(м² град). Определить температуры поверхностей стенки.

9. Определить плотность теплового потока через стенку, состоящую из слоя

стали (d₁ = 3 мм) и слоя цинка (d₂ = 0,2 мм), если температуры поверхностей

стенки t₁ = 80⁰ C и t₂ = 65⁰ C.  l_стали = 38 Вт/(м град), l_цинка =112 Вт/(м град).

Определить температуру поверхности соприкосновения; нарисуйте график t(x).

10. Цикл Карно и второй закон термодинамики. Энтропия как термодинамическая функция. Характер изменения энтропии в самопроизвольных необратимых процессах.