Вариант №7

1. Воздух при давлении Р₁=10⁵ Па и температуре t₁=20⁰ C нагревается при постоянном объеме до t₂=300⁰ С. Определить конечное давление, изменение внутренней энергии и энтальпии газа.

2. Кислород массой 10 кг, находящийся при давлении Р₁ =800 кПа и температуре t₁=400⁰C, расширяется изотермически от некоторого объема V₁  до объема V₂=5м³. Определить начальный объем, работу расширения и изменение энтропии газа.

3.

Рассчитайте цикл, совершаемый 1 кг азота и состоящий из процессов адиабатного расширения (из точки 1), изотермического сжатия (из точки 2) и изобарного расширения. Параметры в точке 1: Р₁ = 4.0 МПа, t₁ = 500 ⁰ С. Давление в точке 2 Р₂ = 0.2 МПа. Рассчитать цикл – значит найти недостающие параметры для всех характерных точек и определить количество теплоты, изменение внутренней энергии и энтальпии в каждом из процессов.

  4. 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?

5. В цилиндре двигателя объемом V₁ =500л находится воздух при абсолютном давлении Р=4000 кПа и температуре t₁=1500⁰С. От воздуха отнимается некоторое количество теплоты при постоянном давлении, так что его температура падает до 200⁰С. Определить массу газа и изменение энтропии в процессе.

6. Определите суточный расход топлива на электростанции мощностью N = 200 МВт, если ее  КПД  η = 0.33, а теплота сгорания топлива Q_сгор = 30 МДж/кг.

7. Определить количество теплоты, передаваемой за 1 час через стальную стенку размером 0.5´1 м² и толщиной d = 5 мм, если температуры поверхностей t₁ = 90⁰ C

и t₂ = 80⁰ C. l_стали = 65 Вт/(м град).

8. Стенка из железобетона толщиной 200 мм и теплопроводностью λ = 1,5 Вт/(м град) разделяет две среды, с которыми осуществляется теплообмен: t_cр1 = 20 ⁰С, коэффициент теплоотдачи α₁ = 20 Вт/(м² град);  : t_cр2 = -8 ⁰С, коэффициент теплоотдачи α₂ = 60 Вт/(м² град).  Определить температуры поверхностей стенки.

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

(d₁ = 2 мм) и стали (d₂ = 4 мм), если температуры граничных поверхностей стенки

t₁ = 40⁰ C, t₂ = 15⁰ C; l _меди= 395 Вт/(м К) , l_стали = 65 Вт/(м К). Дать график изменения температуры в стенке.

10. Физическое моделирование и теория подобия. Условия подобия физических систем. Основные критерии подобия и их физический смысл.