Влажный воздух

Вариант 1

1.1Начальное состояние влажного воздуха при атмосферном давлении 700 мм рт.ст. задано параметрами: Т= 300К и φ=70%. Воздух охлаждается до температуры Т=280 К и φ=100%. Определить, сколько влаги выпадает из каждого килограмма воздуха.

1.2Определить точку, изображающую данное состояние воздуха и значения остальных параметров, если t_в=20°С и φ=30%.

1.3Приточной системой подается в помещение воздух с температурой 10°С и относительной влажностью φ=50%. Удаляется воздух из помещения с температурой 16°С. В помещение выделяются 10 кг/ч пара при давлении 2 атм и 10000 ккал/ч тепла от различных источников. Построить процесс поглощения тепла и влаги в I-d диаграмме и определить параметры и количество удаляемого воздуха.

Вариант 2

2.1Известно, что температура воздуха 18°С и относительная влажность φ=50%. Определить остальные параметры воздуха.

2.2Воздух при t=18°С, φ=50% и d=6,4 г/кг увлажняется до 90%. Определить параметры воздуха после увлажнения, количество испарившейся воды и температуру увлажняющей воды, если применена рециркуляция воды.

2.3 Определить точку росы для воздуха с параметрами: t=18°С, φ=50%.

Контрольные квалификационные задания по дисциплине «Термодинамика»

Тест 1

1. Назвать параметры состояния, доступные измерению.

Ответ: энтальпия, давление, энтропия, температура, внутренняя энергия, удельный объем, энергия, работа.

2. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

1). (Р + π)(V-b)=RT

2). РV=RT(1- )

3). (Р+а/V²)(V-b)=RT

3. Что есть дифференциал dl?

1). - есть полный дифференциал;

2). - есть элементарная работа в бесконечно малом процессе расширения (сжатия)

4. Всегда ли энтальпия является теплосодержанием?

1). Всегда;

2). Нет.

5. За счет, какой энергии производится работа в адиабатном процессе?

1). За счет подвода энергии извне;

2). За счет внутренней энергии.

6. Какой процесс изображен на диаграмме?

7. Указать какое неравенство (угловой коэффициент какого процесса больше) справедливо.

1).

2).

8. Универсальная газовая постоянная

Ответ: 8000 Дж/кмоль ⁰К; 8310 Дж/кмоль ⁰К; 7310 Дж/кмоль ⁰К.

9. Укажите формулу Майера:

1). К=С_р/С_v;

2). С_р-С_v=R;

3). РV=const.

10. Как называется термодинамическая система, которая может обмениваться энергией с окружающей средой?

1). Замкнутая;

2). Разомкнутая.

11. Определить среднюю теплоемкость и расход теплоты для нагревания 20 кг кислорода О₂ от 600 до 1800⁰С. Для расчета использовать данные из таблицы теплоемкостей.

t₁=600⁰С; С_рm1=31,79 кДж/кмоль град;

t₂=1800⁰С; С_рm2=34,84 кДж/кмоль град.

12. Определить газовую постоянную смеси газов, состоящей из 1 м³ генераторного газа и 1,5 м³ воздуха, взятых при нормальных условиях и найти парциальные давления составляющих смеси. Плотность генераторного газа принять равной 1,2кг/м³.

13. Смесь СО₂ и N₂ находится в резервуаре при температуре 37⁰С и давлении 1400 Мбар. Парциальное давление углекислоты равно 350 Мбар. Найти массовый и объемный состав смеси, ее молекулярный вес, газовую постоянную и плотность.

Тест 2

1. Какое давление является термодинамическим параметром состояния?

Ответ: абсолютное давление, избыточное давление, вакуум.

2. Что понимают под истинной или мгновенной теплоемкостью?

1). Количество теплоты, подведенной к рабочему телу;

2). Предел отношения подводимой к газу теплоты Δq к изменению температуры Δt, при Δt→0.

3. Уравнение работы расширения:

1)

2)

4. Выражение первого закона термодинамики в изобарном процессе:

1).dq=du$

2).C_v(t₂-t₁)+P(V₂-V₁).

5. Чему равно изменение внутренней энергии рабочего тела в замкнутом процессе?

1) ΔU=C_v(t₂-t₁);

2) ΔU=0.

6. К каким заключениям приводит анализ циклов Карно?

1) Тепловую энергию нельзя полностью преобразовать в работу и перенос тепловой энергии с низшего теплового уровня на высший обязательно сопровождается затратой работы;

2) Вся подведенная энергия расходуется на совершение работы и изменение энергии.

7. Какой процесс является изохорным на диаграмме:

8. Как задаются смеси газов?

Ответ: массовыми долями, процентами, объемными долями.

9. Как называется термодинамическая система, которая не может обмениваться энергией с окружающей средой?

1). Замкнутая;

2).Разомкнутая.

10. Из каких процессов состоит цикл Карно?

1). Из 2 адиабатных и 2 изотермических;

2). Из 2 изохорных и 2 изобарных.

11. Начальное состояние азота задано параметрами t=200⁰С, U=1,9 м³/кг. Азот нагревается в процессе при постоянном давлении, причем объем азота увеличивается до 5,7 м³/кг. Определить конечную температуру.

12. Объемный состав сухих продуктов сгорания топлива следующий: СО₂=12,3%, О₂=7,2%, N₂=80,5%. Найти молярную массу и газовую постоянную, а также плотность и удельный объем продуктов сгорания при В=100 кПа и t=800⁰С.

Тест 3

1. Является ли удельный объем осредненной макроскопической величиной?

2. Уравнение состояния смеси газов, заданной объемными долями:

1). P_iV_см=m_iR_iT_см;

2). P_смV_см=m_см T_см;

3). P_смV_смr_iμ_i= m_im_смR_унТ_см.

3. Перечислить функции процесса: энтальпия, работа, теплота, энтропия, температура, давление, внутренняя энергия.

Какая система координат называется рабочей:

P-V, T-S, i-S, i-d.

4. Когда энтальпию можно назвать теплосодержанием?

1) Во всех термодинамических процессах;

2) Когда процесс нагревания или охлаждения изобарный.

5. Какой процесс изображен на диаграмме?

6. Указать показатель политропы:

1). n=(c-c_p)/(c-c_v);

2) k=c_p/c_v

7. От каких термодинамических параметров зависит термический к.п.д. цикла Карно?

1) От абсолютных давлений теплоприемника и теплоотдатчика;

2) От абсолютных температур.

8. Какой процесс изображен на диаграмме?

9. Что выражает уравнение С_р-С_v=R.

1) Взаимосвязь между теплоемкостями реального газа;

2) Взаимосвязь между теплоемкостями идеального газа.

10. В трубках воздухоподогревателя парогенератора проходит воздух в количестве приведен. В нормальные условия V=11000 м³/ч температура на входе 45⁰С. Какова температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя, если топочные газы сообщают воздуху количество теплоты Q=2600 МДж, определить работу расширения воздуха, которую он совершает в течении 1 ч. Процесс подогрева воздуха изобарный при р=1 бар Н_ср=29,09+0,00241t.

11. 0,2 м³ воздуха с начальной температурой 18⁰С подогревают в цилиндре d=0,5 м при постоянном давлении равном 0,2 МПа до температуры 200⁰С. Определить работу расширения, перемещение поршня h и количество затраченной теплоты. Считать зависимость линейной.

12. воздух в количестве 5 м³/мин при t=20⁰С и давлении р=110Н/м² поступает в компрессор, где сжимается, затем проходит по трубам холодильника и охлаждается водой. Определить часовой расход охлаждающей воды, если на выходе из компрессора воздух р=8 бар, t=180⁰С, температура за холодильником 35⁰С при этом Δt воды =18⁰С.

13. выражение первого закона термодинамики при изохорном процессе6

1)dq=du+pdv;

2) q=Δu.

Тест 4

1. Единица измерения температуры в абсолютной термодинамической стоградусной температурной шкале.

Ответ: градус Кельвина, градус Цельсия, градус Реомюра, градус Фаренгейта.

2. R=R_ун/μ

Ответ: газовая постоянная, газовая постоянная азота.

3. По какому уравнению вычисляют теплоемкость для двухатомных газов?

1) С=а+bt;

2) С=а+bt+сt²+dt³.

4. Зависит ли изменение внутренней энергии от вида процесса?

1). Да;

2). Нет.

5. Для какого процесса справедливо выражение q=i₂-i₁?

1). Изотермический;

2). Изохорный;

3). Изобарный;

4). Адиабатный.

6. Уравнение адиабатного процесса:

1). Т=const;

2).V=const;

3).P=const;

4).q=const.

7. Может ли термический к.п.д. быть больше единицы?

1). Да;

2). Нет.

8. При совершении обратного цикла что происходит с работой?

1) Затрачивается;

2) Производится.

9. Что называется энтропией?

1).Полный дифференциал некоторой термодинамической функции, характеризующей состояние рабочего тела;

2). Функцию процесса.

10. Какой процесс является изобарным на диаграмме?

11. Вентиляционная система помещения с внутренним V=4000 м³, осуществляет 4-х кратный объем воздуха в 1 час. Определить часовой расход горючего газа на нагревание наружного воздуха в калориферной камере от -15⁰С до +25⁰С. Если Р_воз.=780 мм.рт.ст. теплотворная способность газа 35000 Дж/кг м³, n калориф. q=80%.

12. Определить плотность воздуха и водорода при нормальных условиях р=101325 Па; Т=293 К.

13. в цилиндре с подвижным поршнем находится кислород при температуре 80⁰С и разрежении (вакууме), равном 320 мм.рт.ст. При постоянной температуре кислород сжимается до избыточного давления 12 бар. Барометрическое давление равно 745 мм.рт.ст. Во сколько раз уменьшится объем кислорода?

Тест 5

1. PV=RT

Ответ: уравнение Клайперона-Менделеева, уравнение Бойля-Мариота.

2. Как рассчитать кажущийся молекулярный вес смеси, если известны массовые доли?

1) μ_см=μ₁+μ₂+μ₃+.....;

2)

3)

3. Единица измерения массовой теплоемкости:

1) Дж/кг К;

2) Дж/кмоль К;

3) Дж/м³ К;

4. Определяется ли изменение внутренней энергии начальным и конечным состоянием рабочего тела?

1) Да;

2) Нет.

5.По какой зависимости определяется внутренняя энергия?

1) dU=dq;

2) dU=С_vdТ;

3) dU=С_рdV.

6. Аналитическое выражение энтальпии:

1). I=U+PV;

2). di=dU+pdV.

7. Какой процесс изображен на диаграмме?

8. Указать уравнение изотермического процесса:

1). Р₂/Р₁=V₁/V₂;

2). V₁/V₂=Т₂/Т₁;

3). Р₂/Р₁=Т₂/Т₁.

9. Какой термодинамический процесс описывается уравнением РV=const?

1). Адиабатный;

2). Изохорный;

3). Изобарный;

4). Изотермический.

10. Как называется Т-S - диаграмма?

1) Тепловая;

2) Рабочая.

11. Смесь азота и водорода массовым отношением 4:1 при Р=const нагревается от 200-1200⁰С. Найти среднюю теплоемкость и расход теплоты на нагревание 100кг смеси.

12. Определить массовый и объемный составы смеси водорода с азотом, если газовая постоянная ее равна R=922 Дж/кг град. Давление смеси 720 мм.рт.ст. определить также парциальное давление компонентов.

13. Составить формулу мольной средней теплоемкости при Р=const для смеси со следующим объемным составом: СО-15%; О-20%; N-65%.

Тест 6

1. Р_см=Р₁+Р₂+Р₃+.....+Р_n

Ответ: сумма давлений компонентов, закон Дальтона.

2. Можно ли вычислить изменение внутренней энергии по формуле:

1) Да;

2) Нет.

3. Какое уравнение является аналитическим выражением первого начала термодинамики?

1) dq=du+dl;

2)

4. Какой процесс изображен на диаграмме?

5. Указать уравнение работы в изотермическом процессе:

1) I=RTlnV₂/V₁;

2) I=R(V₂-V₁).

6. По какой зависимости вычисляют теплоемкость многоатомных газов?

1). с=а+bt+сt²;

2). с=а+bt+сt²+dt³.

7. Вычислите теплоемкости смеси газов, если заданы массовые доли:

1) c_см= с_im_i;

2) c_см=с₁m₁+с₂m₂+…+с_nm_n

8. Указать уравнение, справедливое для обратного термодинамического цикла:

1) I_пол=q₁-q₂;

2) q₁=q₂+I_зат.

9. Указать аналитическое выражение второго начала термодинамики:

1) dS=dq/T;

2) q₁/T₁-q₂/T₂=0.

10. Какой процесс изображен на диаграмме?

11. Баллон емкостью 100 литров заполнен окисью углерода СО под абсолютным давлением 50 атм при температуре +20⁰С. Определить количество теплоты, приобретенной газом и давление газа в баллоне.

12. Баллон, в котором находится азот, представляет собой цилиндр длиной 4 м и диаметром 1,2 м, абсолютное давление газа в баллоне 8 бар, начальная температура 52⁰С. Вследствие разности температур азот охлаждается. Определить, на сколько градусов понизиться температура азота через 2 ч., если 1 м² поверхности баллона теряет в окружающее пространство 12 кДж теплоты в течении 1 часа.

13. Воздух в количестве 800 м³ охлаждается от температуры 2000⁰С до 200⁰С при постоянном давлении 1,5 бар. Определить среднюю теплоемкость и количество выделенной теплоты при охлаждении.