151601 (Технічна термодинаміка та теплові процеси технології будівельних матеріалів), страница 7

50. Яка кількість теплоти необхідна для перетворення льоду масою 5 кг з температурою - 20⁰С у пару з температурою 100⁰С?

Відповідь: 1,53*10⁴кДж

Завдання до самостійної роботи

Задачі

1. Маса 1м³ метану за певних умов складає 0,7 кг. Визначити густину та питомий об’єм метану, виходячи з тих самих умов.

Відповідь:

2. Густина повітря за певних умов дорівнює 1,293 кг/м³. Визначити питомий об’єм, виходячи з тих самих умов.

Відповідь: V = 0,773м³/кг

3. Тиск повітря згідно показанням ртутного барометра дорівнює 720 мм рт. ст. при 0^оС. Перевести цей тиск у Паскалі.

Відповідь: р =102660 Па = 102,7 кПа

4. Визначити абсолютний тиск пари в котлі, якщо манометр показує 0,245 МПа, атмосферний тиск за показаннями ртутного барометра складає B = 93325 Па (750 мм рт. ст) при t = 20⁰С.

Відповідь: р = 0,338 Па

5. Яка висота водяного стовпчика відповідає 10 Па?

6. Яка висота ртутного стовпчика відповідає 100 кПа?

Відповідь: h = 750мм

7. Визначити абсолютний тиск у конденсаторі парової турбіни, якщо показання ртутного вакуумметра дорівнює 94 кПа (705 мм рт. ст), а показання ртутного барометра, приведене до 0^оС, В₀=99,6 кПа (747 мм рт. ст). Температура повітря на місцях розташування приладів t=20^оС.

Відповідь: =60 кПа

8. Ртутний вакуумметр, приєднаний до посудини, показує розрідження р = 56 кПа (420мм рт. ст) при температурі ртуті у вакуумметрі t = 20⁰С. Тиск атмосфери по ртутному барометру В=102,4 кПа (768 мм рт. ст) при температурі ртуті t = 18⁰С. Визначити абсолютний тиск в посудині.

Відповідь: р_абс=46,3 кПа

9. Тягомір, який приєднаний до газоходу парового котла, показує розрідження 780 Па. Визначити абсолютний тиск димових газів, якщо барометр показує В = 102658 Па (770 мм рт. ст) при t = 0^оС.

Відповідь: р=101870 Па (764,1 мм рт. ст)

10. Тягомір показує розрідження в газоході 412 Па (42 мм в. ст). Атмосферний тиск складає В = 100925 Па (757 мм рт. ст) при t= 15⁰С. Визначити абсолютний тиск димових газів.

Відповідь: р=100250 Па (751,96 мм рт. ст)

11. У газгольдер об’ємом V = 200 м³ подається газ по трубі діаметром d = 0,1 м із швидкістю 3 м/с. Питомий об’єм газу ν = 0,4 м³/кг. За який час газгольдер буде наповненим, якщо густина газу дорівнює 1,3 кг/м³?

Відповідь: 4407 с

12. Визначити густину газу СО при р = 0,1 МПа, t = 15⁰С.

Відповідь: = 1.169 кг/м³

13. Визначити густину та питомий об’єм газу СО₂ при нормальних умовах.

Відповідь: _н= 1,964 кг/м³, ν_н=0,509м³/кг

14. Визначити питомий об’єм кисню під тиском р=2,3МПа, при температурі t= 280⁰С.

Відповідь: v =0,0625 м³/кг

15. Густина повітря в нормальних умовах _н= 1,293 кг/м³. Яку густину має повітря під тиском р=1,5 МПа при температурі t=20⁰С?

Відповідь: = 17,82 кг/м³

16. Визначити масу СО₂ у посудині з об’ємом V = 4м³ при t=80⁰С. Тиск газу згідно манометру складає 0,04 МПа. Барометричний тиск В = 103990 Па.

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 250^оС. 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 - 20^оС менший ніж при +20^оС, 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 30^оС. 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: R_O2=259.8; R_H2=4124; R_CH4=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: M_H2 = 1.95кг; M_O2 = 30.9кг; M_CO2 = 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, V_н=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 Н_max=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).