Chertov (523131), страница 31
Текст из файла (страница 31)
11.22. Определить работу А адиабатного расширения водорода массой т=-4 г, если температура газа понизилась на АТ=10 К, 11.23. Азот массой т=-2 г, имевший температуру Т,=--ЗОО К, был адиабатно сжат так, что его объем уменьшился в н= — 10 раз. Определить конечную температуру Т, газа и работу А сжатия, 11.24. Кислород, занимавший объем Г,=1 л под давлением р,= =-1,2 МПа, аднабатно расширился до объема Р,=10 л. Определить работу А расширения газа. Первое начало термодинамики 11.25. Азот массой т=-5 кг, нагретый на ОТ=150 К, сохранил неизменный объем Г. Найти: 1) количество теплоты Я, сообщенное газу; 2) изменение ЛУ внутренней энергии; 3) совершенную газом работу А. 11.26.
Водород занимает объем г',= 1О м' при давлении р,= = 100 кПа. Газ нагрели при постоянном объеме до давления р,= =300 кПа. Определить: 1) изменение ЛУ внутренней энергии газа; 2) работу А, совершенную газом; 3) количество теплоты Я, сообщенное газу. 1!.27.
При изохорном нагревании кислорода объемом Р=50 л давление газа изменилось на Ар=0,5 МПа. Найти количество теплоты Я, сообщечное газу. 11.28. Баллон вместимостью К=20 л содержит водород при температуре Т=-300 К под давлением р=0,4 МПа. Каковы будут температура Т, н давление р„если газу сообщить количество теплоты 9=6 кДж? 11.29. Кислород при неизменном давлении р=-=80 кПа нагревается. Его объем увеличивается от )',=1 м' до )',=3 м'. Определить: 1) изменение ЛУ внутренней энергии кислорода; 2) работу А, совершенную им при расширении; 3) количество теплоты Я, сообщенное газу. 11.30.
Азот нагревался при постоянном давлении, причем ему было сообщено количество теплоты Я=21 кДж. Определить работу А, которую совершил при этом газ, и изменение Л!/ его внутренней энергии, 11.31. Кислород массой т=2 кг занимает объем )/,= ! м' и на- ходится под давлением р,=0,2 МПа. Газ был нагрет сначала при постоянном давлении до объема )г,=-3 м', а затем при постоянном объеме до давления р,=-0,5 МПа. Найти: 1) изменение внутренней энергии Л!/ газа; 2) совершенную им работу А; 3) количество теп- лоты !/, переданное газу. Построить график процесса. 11.32.
Гелий массой т=-1 г был нагрет на ЬТ=100 К при посто- янном давлении р. Определить: 1) количество теплоты Ц, передан- ное газу; 2) работу А расширения; 3) приращение Л!/ внутренней энергии газа. 11.33. Какая доля пь количества теплоты Я,, подводимого к иде- альному газу при изобарном процессе, расходуется на увеличение Л!/ внутренней энергии газа и какая доля гп, — на работу А рас- ширения? Рассмотреть три случая, если газ: 1) одноатомный; 2) двух- атомный; 3) трехатомный.
11.34. Водяной пар расширяется при постоянном давлении. Оп- ределить работу А расширения, если пару передано количество теп- лоты Я=-4 кДж. 11.35. Азот массой т=200 г расширяется изотермически при температуре Т=280 К, причем объем газа увеличивается в два ра- за. Найти: 1) изменение Л!/ внутренней энергии газа; 2) совершен- ную при расширении газа работу А; 3) количество теплоты Я, полу- ченное газом.
11.36. В цилиндре под поршнем находится азот массой т=.—.0,6 кг, занимающий объем Р,=1,2 м' при температуре Т==-560 К. В резуль- тате подвода теплоты газ расширился и занял объем )г,=4,2 м', причем температура осталась неизменной. Найти: 1) изменение /!!/ внутренней энергии газа; 2) совершенную им работу А; 3) коли- чество теплоты Я, сообщенное газу.
1!.37. Водород массой ьм — -10 г нагрели на /зТ=200 К, причем газу было передано количество теплоты Я:=40 кДж. Найти измене- ние Л!/ внутренней энергии газа и совершенную им работу А. 11.38. При изотермическом расширении водорода массой т= = 1 г, имевшего температуру Т=-280 К, объем газа увеличился в три раза. Определить работу А расширения газа и полученное газом количество теплоты Я.
11.39. Азот, занимавший объем К, — 10 л под давлением р,= =0,2 МГ1а, изотермически расширился до объема Р,=28 л. Опре- делить работу А расширения газа и количество теплоты Я, полу- ченное газом. 11.40. При изотермическом расширении кислорода, содержав- шего количество вещества т=! моль и имевшего температуру Т== =-300 К, газу было передано количество теплоты 9=2 кДж. Во сколько раз увеличился объем газа? 11.41. Какое количество теплоты Я выделится, если азот массой т=! г, взятый при температуре Т=280 К под давлением р,= =0,1 МПа, изотермически сжать до давления рх==! МПа? 152 11.42. Расширяясь, водород совершил работу А=--б кДж.
Опре- делить количество теплоты Я, подведенное к газу, если процесс про- текал: 1) изобарно; 2) изотермически. 11.43. Автомобильная шина накачена до давления р,=220 кПа при температуре Т,=--290 К. Во время движения она нагрелась до температуры Т,— 330 К и лопнула. Считая процесс, происходящий после повреждения шины, адиабатным, определить изменение тем- пературы ЛТ вышедшего из нее воздуха.
Внешнее давление р, воздуха равно 100 кПа, 11.44. При адиабатном расширении кислорода с начальной тем- пературой Т,=-320 К внутренняя энергия уменыпилась на Л!7=- =-8,4 кДж, а его объем увеличился в в=10 раз. Определить массу т кислорода. 11.45. Водород при нормальных условиях имел объем = 100 м'. Найти изменение Л!7 внутренней энергии газа при его адиабатном расширении до объема У,= 150 м'.
11.46. В цилиндре под поршнем находится водород массой т= =0,02 кг при температуре Т, †3 К. Водород сначала расп|ирился адиабатно, увеличив свой объем в пять раз, а затем был сжат изо- термически, причем объем газа уменьшился в пять раз. Найти тем- пературу Т, в конце адиабатного расширения и полную работу А, совершенную газом. Изобразить процесс графически. 11.47.
При адиабатном сжатии кислорода массой т=20 г его внутренняя энергия уветичилась на Л!7=8 кДж и темпе- ратура повысилась до Т,=900 К. Найти: 1) повышение темпе- ратуры ЛТ; 2) конечное давление газа р„если начальное давление р,=-200 кПа. 11.48. Воздух, занимавший объем Р,=-10 л при давлении и,= ==100 кПа, был адиабатно сжат до объема !",,==1 л. Под каким дав- лением р, находи~ся воздух после сжатия? 11.49. Горючая смесь в двигателе дизеля воспламеняется при температуре Т,,— 1,1 кК. Начальная температура смеси Т,=-350 К.
Во сколько раз нужно уменьшить объем смеси при сжатии, чтобы она воспламенилась? Сжатие считать адиабатным. Показатель адиа- баты у для смеси принять равным 1,4. 1!.50. Углекислый газ СО., массой т — -400 г был нагрет на ЛТ= =50 К при постоянном давлении. Определить изменение Л!У внут- ренней энергии газа, количество теплоты Я, полученное газом, и совершенную им работу А. 11.51. Кислород массой т=800 г, охлажденныйоттемпературы 1~=100'С до температуры 1,= — 20'С, сохранил неизменным объем $'. Определить: 1) количество теплоты Я, полученное газом; 2) из- менение Л!/ внутренней энергии и 3) совершенную газом работу А.
11.52. Давление азота объемом У вЂ” 3 л при нагревании увеличи- лось на Лр=! МПа. Определить количество теплоты Я, полученное газом, если объем газа остался неизменным. Круговые процессьи Термический КПД. Цикл Карно 11.53. В результате кругового процесса газ совершил работу А= 1 Дж и передал охладителю количество теплоты с'1,=4,2 Дж.
Определить термический КПД т1 цикла. 11.54. Совершая замкнутый процесс, газ получил от нагревателя количество теплоты Я,=4 кДж. Определить работу А газа при протекании цикла, если его термический КПД Ч= — 0,1. 11.55. Идеальный двухатомный газ, содержащий количество вещества т=! моль, совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Наименьший объем )с с„=10 л, наибольший К,„= =-20 л, наименьшее давление р ;„= Р, =246 кПа, наибольшее р,„=410 кПа. 2 У Построить график цикла.
Определить температуру Т газа для характерных 1В точек цикла н его термический КПД 14 11.56. Идеальный двухатомный газ, !5 содержащий количество вещества т= — 1 12 — - — 1 4 кмоль, совершает замкнутый цикл, граО~ — ',— + — ~,,д ф р ° ° бр р .. 1).4. Определить: 1) количество теплоты Я„ Рис. 1!.4 полученное от нагревателя; 2) количест- во теплоты Я,, переданное охладителю; 3) работу А, совершаемую газом за цикл; 4) термический КПД т1 цикла. 11.57. Идеальный двухатомный газ, содержащий количество вещества т=1 моль и находящийся под давлением р,=-0,1 МПа при температуре Т1=300 К, нагревают при постоянном объеме до давления р,=0,2 МПа.
После этого газ изотермически расширился до начального давления и затем изобарно был сжат до начального объема )',. Построить график цикла. Определить температуру T газа для характерных точек цикла и его термический КПД ч. 11.58. Одноатомный газ, содержащий количество вещества т= =0,1 кмоль, под давлением р,=100 кПа занимал объем )сс=5 м'.. Газ сжимался изобарно до объема )с,=-1 м', затем сжимался адиабатно и расширялся при постоянной температуре до начальных объема и давления.
Построить график процесса. Найти: 1) температуры Т„Т„объемы )с„)', и давление р,, соответствующее характерным точкам цикла; 2) количество теплоты Яс, полученное газом от нагревателя; 3) количество теплоты Я„переданссое газом охладителю; 4) работу А, совершенную газом за весь цикл; 5) термический КПД Ч цикла. 11.59.
Идеальный многоатомный газ совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар, причем наибольшее давление газа в два раза больше наименьшего, а наибольший объем в четыре раза больше наименьшего. Определить термический КПД т1 цикла. 11.60. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, сси количества теплоты Я„полученного от нагревателя, отдает охладителю.
Тем- 154 г! Рис. 1!.5 Энтропия 11.69. Смешали воду массой т,=5 кг при температуре Т,= =280 К с водой массой т,=8 кг при температуре Т,=350 К. Найти: 1) температуру 6 смеси; 2) изменение ЛЭ энтропии, происходящее при смешивании. 11.70. В результате изохорного нагревания водорода массой т=1 г давление р газа увеличилось в два раза. Определить изменение ЛЭ энтропии газа. 155 пература Т, охладнтеля равна 280 К. Определить температуру Т, нагревателя. 11.61. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура Т, охладителя равна 290 К. Во сколько раз увеличится КПД цикла, если температура нагревателя повысится от Т;=400 К до Т,"= =600 Ку 11.62. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура Т, нагревателя в три раза выше температуры Т, охладителя. Нагреватель передал газу количество теплоты !',1,=42 кДж.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
