Меню

В сосуде емкостью v при давлении p и температуре t

В сосуде объемом V при давлении p и температуре T содержится молей идеального газа

З-14.5

З-14.4

З-14.3

З-14.2

З-14.1

Задачи

Решение.

П-14.3

Определить плотность влажного воздуха при параметрах
t=320 ºС, d=30 г/кг, р=0,3 МПа.

Находим газовую постоянную влажного воздуха Rвл.в.:

где индексы «с.в.» и «в.п.» относятся к сухому воздуху и водяному пару:

Дж/(кг·К).

Плотность влажного воздуха определяется из уравнения Клайперона-Менделеева:

кг/м 3 .

Состояние влажного воздуха характеризуется температурой
t=25 ºС и относительной влажностью =0,8. Барометрическое давление В =99325 Па (745 мм рт.ст.)

Найти парциальное давление пара в воздухе и его влагосодержание.

Ответ: рП =0,0025 МПа, d =16,3 г/кг.

При определении состояния влажного воздуха с помощью психрометра зафиксировано, что «сухой» термометр показывает 20 ºС, а «мокрый» 15 ºС.

Найти влагосодержание d, относительную влажность , энтальпию I, а также температуру точки росы для этого воздуха.

Ответ: d =9,2 г/кг, =62 %, I = 43 кДж/кг, tр =12,6 ºС.

Состояние влажного воздуха при температуре 20 ºС определяется с помощью гигрометра, которым измерена точка росы, равная 10 ºС.

Определить относительную влажность , влагосодержание d иэнтальпию I влажного воздуха.

Ответ: =52 %, d =7,8 г/кг, I =40 кДж/кг.

Определить удельный объем влажного воздуха при следующих параметрах: t =200 ºС, р =0,2 МПа, d =40 г/кг.

Ответ:v =0,695 м 3 /кг.

Воздух с параметрами t1 =15 ºС, р1 =1 кгс/см 2 и d1=10 г/кг сжимается с отводом теплоты. Параметры воздуха в конце процесса сжатия t2 =60 ºС, р2 =7 кгс/см 2 .

Определить относительную влажность в конце процесса сжатия.

Ответ: =55 %.

а) ;

б) ;

в) ;

+г) .

Дата добавления: 2015-05-09 ; Просмотров: 2843 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Разбор 30 задач по физике. Механика, Термодинамика и МКТ.

При работе со своими учениками, у меня накапливается много задач. Поэтому я публикую разборы задач в свободный доступ, стараюсь делать это максимально подробно и понятно, чтобы начинающие могли прочитать и разобраться в нужной для них теме. Ну а за подробными индивидуальными консультациями и репетиторством вы можете написать в мою группу в вк или в личные сообщения . Также большое количество разборов задач вы сможете найти в моей группе Репетитор IT mentor

Задача 1 . На тело массой 100 кг, лежащее на наклонной плоскости, которая образует с горизонтом угол 40°, действует горизонтальная сила 1500 Н. Определить:
1) силу, прижимающую тело к плоскости;
2) силу трения тела о плоскость;
3) ускорение, с которым поднимается тело. Коэффициент трения k = 0.10; g = 10м/с².

Задача 2 . Тело движется по горизонтальной плоскости под действием силы F, направленной под углом α к горизонту. Найти ускорение тела, если на него действует сила тяжести P, а коэффициент трения между телом и плоскостью равен k . При какой величине силы F движение будет равномерным.

Задача 3 . Два шара массами m1 = 2.5 кг и m2 = 1.5 кг движутся навстречу друг другу со скоростями v1 = 6 м/c и v2 = 2 м/c . Определить: 1) скорости шаров после удара; 2) кинетические энергии шаров до и после удара; 3)энергию, затраченную на деформацию шаров при ударе. Удар считать прямым, неупругим.

Прикрепляю очередной разбор задачи по физике по теме закона сохранения импульса. Неупругие шары после удара не восстанавливают свою первоначальную форму. Таким образом, сил, которые отталкивали бы шары друг от друга, не возникает. Это значит, что после удара шары будут двигаться вместе (слипшись) с одной и той же скоростью . Эту скорость определим по закону сохранения импульса. Так как шары двигаются по одной прямой, то можно записать импульс системы до удара и после удара. Считаем, что в задаче не действует диссипативных сил (сил трения, сопротивления воздуха и т.д.), поэтому импульс вдоль оси Ox сохраняется, тогда (смотри решение на картинке). Расписал довольно подробно, но если что-то не будет понятно, то задавайте вопросы в комментариях.

Читайте также:  Давление в среднем ухе равно атмосферному

Задача 4 . Диск массой m, радиус которого R , вращается с угловой скоростью ω0 вокруг оси, перпендикулярной плоскости диска и проходящей через его центр. После прекращения действия на него силы диск останавливается в течение времени t. Определить угловое ускорение диска и тормозящий момент, действующий на него.

Задача 5 . Два тела массами m1 и m2 связаны нитью, перекинутой через блок массой M . Найти ускорение тел, считая блок сплошным диском.

Задача 6 . Шар катится по горизонтальной поверхности со скоростью v . На какую высоту h относительно своего первоначального положения поднимется шар, если он начнет вкатываться на наклонную плоскость без проскальзывания?

Задача 7 . На краю вращающейся с угловой скоростью ω0 платформе стоит человек массой m. После того, как человек перешёл в другую точку платформы, угловая скорость её вращения стала равной ω. Найти расстояние от оси вращения до человека, считая платформу диском массой M и радиусом R.

Задача 8 . Тело массой m брошено со скоростью v0 под углом α к горизонту. Найти кинетическую и потенциальную энергию тела в высшей точке траектории.

Задача 9 . На горизонтальной поверхности находятся два тела массами m1 = 10 кг и m2 =15 кг, связанные нитью. К телу массой m2 прикладывают силу F = 100 Н, направленную под углом α = 60° к горизонту. Определить ускорение грузов и силу натяжения нити, соединяющей грузы. Трением пренебречь. (обязательно указать все силы на чертеже!)

Задача 10 . На поверхности стола лежит груз массой m2 = 2 кг. На нити, прикрепленной к грузу m2 и перекинутой через невесомый блок, подвешен груз m1 = 1 кг. Коэффициент трения груза о поверхность стола 0,2. Найти ускорение грузов и силу натяжения нити.

Задача 11 . Лодка массой 200 кг и длиной 3 м стоит неподвижно в стоячей воде. Мальчик массой 40 кг в лодке переходит с носа на корму. Определите, на какое расстояние при этом сдвинется лодка.

Считаем, что в нашей задаче не действует внешних сил, поэтому по теореме о центре массы системы грузов, можно считать, что координаты центра масс сохраняются в проекциях на ось OX (по оси OY движения не происходит). Проведем ось Y(ноль оси X) через центр лодки, тогда можно записать координаты человека и лодки до перехода человека с носа на корму.

Задача 12 . Шарик массой 5 кг подвешен на нити. Нить может выдержать максимальное натяжение 100 Н. На какой минимальный угол от положения равновесия нужно отклонить нить с шариком, чтобы он оборвал нить, проходя через положение равновесия? (обязательно сделать рисунок, указать действующие силы!)

Задача 13 . Два неупругих шара массами m1=2 кг и m2=3 кг движутся со скоростями соответственно v1=8 м/c и v2=4м/с. Определить количество теплоты, выделившееся при их столкновении. Рассмотреть 2 случая: 1) шары движутся навстречу друг другу; 2) меньший шар догоняет больший.

Задача 14 . Тело совершает гармонические колебания по закону x(t) = 50⋅sin(π/3⋅t) (см). Определить полную энергию тела, если его масса 0,2 кг. Какая сила действует на тело в момент времени t = 0,5 с?

Читайте также:  На разогретом двигателе горит лампа давления масла

Задача 15 . Два математических маятника, длины которых отличаются на Δℓ =16 см, совершают за одно и то же время: один − 10 колебаний, другой − 6 колебаний. Определить длины маятников.

Задача 16 . Определить, сколько молей и молекул водорода содержится в объёме V = 5 м³ под давлением Р = 767 мм.рт.ст. при температуре t = 18 ° С. Какова плотность газа?

Задача 17 . Сколько кислорода выпустили из баллона ёмкостью 1 дм3, если давление его изменилось от 14 атм до 7 атм, а температура от 27°С до 7 °С ?

Задача 18 . В сосуде объёмом V = 2 м³ находится смесь m1 = 4 кг гелия и m2 = 2 кг водорода при температуре 27°С. Определить давление и молярную массу смеси газов.

Задача 19 . В сосуде содержится смесь газов: гелия массой 12 г и водорода массой 2 г, температура в сосуде 77°С, давление 20 кПа. Определить молярную массу и плотность смеси газов.

Задача 20 . Гелий массой 20 г нагрели от 100°С до 400°С, причем газу была передана теплота 30 кДж. Найти изменение внутренней энергии гелия и совершенную им работу.

Задача 21 . При изотермическом расширении от 0,1 м3 трех молей газа его давление меняется от 4,48 атм до 1 атм. Найти совершаемую при этом работу и температуру, при которой протекает процесс.

Задача 22 . Моль идеального газа, имевший первоначально температуру 300ºК, расширяется изобарически до тех пор, пока его объем не возрастет в 3 раза. Затем газ охлаждается изохорически до первоначальной температуры. Определить суммарное получаемое газом количество теплоты. Обязательно нарисовать графики процессов.

Задача 23 . Азот массой m = 1 кг занимает при температуре Т1 = 300 К объём V = 0,5 м³. В результате адиабатного сжатия давление газа увеличилось в 3 раза. Определить конечный объём газа и конечную температуру.

Задача 24 . Газ расширяется адиабатически, причём объём его увеличивается вдвое, а термодинамическая температура падает в 1,32 раза. Какое число степеней свободы i имеют молекулы этого газа?

Задача 25 . Баллон ёмкостью V = 20 л с кислородом при давлении Р = 107 Па и температуре t1 = 70 ºС нагревается до температуры t2 = 270 ºС. Какое количество теплоты при этом поглощает газ?

Задача 26 . Азот, занимающий при давлении, равном Р1 = 10⁵ Па объём V1 = 10 л, расширяется вдвое. Найти конечное давление и работу, совершённую газом в процессах: а) изобарном; б) изотермическом; в) адиабатном.

Задача 27 . Кислород, масса которого 200 г, нагревают от температуры Т1 =300 К до Т2 = 400 К. Найти изменение энтропии, если известно, что начальное и конечное давление газа одинаковы и близки к атмосферному.

Задача 28 . Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу А = 1,5∙10⁵ Дж. Температура нагревателя Т1 = 400 К, температура холодильника Т2 = 260 К. Найти КПД машины, количество теплоты Q1, получаемое машиной за один цикл от нагревателя, и количество теплоты Q2, отдаваемое за один цикл холодильнику.

Задача 29 . Найти суммарную кинетическую энергию Е поступательного движения всех молекул, содержащихся в объёме V = 1 дм³ газа при атмосферном давлении.

Задача 30 . Чему равны средние кинетические энергии поступательного и вращательного движения молекул, содержащихся в 100 г водорода при температуре 400 К ? Чему равна полная внутренняя энергия газа?

Спасибо, что дочитали до конца, дорогие подписчики 🙂 Если вам интересен подобный контент и разборы задач, то оставляйте обратную связь в виде лайков и комментариев.

Читайте также:  Регулятор давления воды до себя продажа

Еще много полезного и интересного вы сможете найти на ресурсах:
Репетитор IT mentor в VK

Источник

Основные газовые процессы. Изохорный процесс

Основными термодинамическими процессами являются:

1) процесс сообщения или отнятия теплоты при постоянном объеме газа (V=const) – изохорный процесс;

2) процесс сообщения или отнятия теплоты при постоянном давлении (P=const) – изобарный процесс;

3) процесс сообщения или отнятия теплоты при постоянной температуре (T=const) – изотермический процесс;

4) процесс без сообщения или отнятия теплоты извне (dq=0) — адиабатный процесс;

5) процесс, в котором изменение параметров подчиняется уравнению

,

где m — величина, постоянная для данного процесса, — политропный процесс.

В изохорном процессе зависимость между начальными и конечными параметрами определяется следующей зависимостью

(7.1)

Изменение внутренней энергии

(7.2)

Если в процессе участвует кг или м 3 газа, то количество теплоты или изменение внутренней энергии газа

(7.3)

Задачи

7.1. Газ при давлении Р1=1МПа и температуре t1=20 О С нагревается при постоянном объеме до t2=300 О С. Найти конечное давление газа.

7.2. В закрытом сосуде емкостью V=0.3 м 3 содержится 2.75 кг воздуха при давлении Р1=0.8 МПа и температуре t1=25 О С. Определить давление и удельный объем после охлаждения воздуха до 0 О С.

7.3. В закрытом сосуде заключен газ при разрежении Р1=6667 Па и температуре t1=70 О С. Показание барометра — 101325 Па. До какой температуры нужно охладить газ, чтобы разрежение стало Р2=13 332 Па?

Так как процесс происходит при V =const , то согласно формуле (7.1)

(101 325-6667)/(101 325-13332)=(273+70)/T2.

7.4.До какой температуры t2 нужно нагреть газ при V=const , если начальное давление газа P1=0.2 МПа и температура t1=20 °С, а конечное давление P2=0.5 МПа.

7.5. В закрытом сосуде емкостью V=0.6 м 3 содержится воздух при давлении р1=0.5 МПа и температуре t1=20 °С. В результате охлаждения сосуда воздух, содержащийся в нем, теряет 105 кДж. Принимая теплоемкость воздуха постоянной, определить, какое давление и какая температура устанавливаются после этого в сосуде.

Пользуясь уравнением состояния, находим массу воздуха в сосуде

M=РV/RT=0.5∙10 6 ∙0.6/287∙293=3.57 кг.

Количество теплоты, отводимой от воздуха в процессе, определяется уравнением

Значение сvm=0.723 получено из выражения cvm=mcvm/m=20.93/28.96 (для двухатомных газов).

Из соотношения параметров в изохорном процессе имеем

7.6. В закрытом сосуде емкостью V=0.5 м 3 содержится двуокись углерода при р1=0.6 МПа и температуре t1=527 °С. Как изменится давление газа , если от него отнять 420 кДж? Принять зависимость С=f(t) линейной.

7.7. Сосуд емкостью 90 л содержит воздух при давлении 0.8 МПа и температуре 30 °С. Определить количество теплоты, которое необходимо сообщить воздуху, чтобы повысить его давление при V=const до 1.6 МПа. Принять зависимость с=f(t) нелинейной.

Из соотношения параметров изохорного процесса получим

Пользуясь табл. 4.2,4.3 , находим

сvm1=0.7173 кДж/кг К ; cvm2=0.7351 кДж/кг К..

Массу воздуха, находящегося в резервуаре, определяем из уравнения

а сообщенное ему количество теплоты

7.8. До какой температуры нужно охладить 0.8 м 3 воздуха с начальным давлением 0.3 МПа и температурой 15°С , чтобы давление при постоянном объеме понизилось до 0.1 МПа? Какое количество теплоты нужно для этого отвести? Теплоемкость воздуха принять постоянной.

Отв. До t2= -177°С; Q=- 402 кДж.

Дата добавления: 2014-11-13 ; просмотров: 306 ; Нарушение авторских прав

Источник

Adblock
detector