Загрузка...Количество страниц учебной работы: 12
Учебная работа № /3458. «Контрольная Термодинамика задачи-04
Содержание:
«Задача №1.
Смесь, состоящая из кислорода О2 и азота N2, задана массовыми долями Wo2 и WN2. Имея начальные параметры – давление P1 = 0,5 МПа и температуру t1 = 90ºС, смесь расширяется адиабатно до объема V2 = n•V1. Масса смеси равна М. Определить: газовую постоянную смеси, ее начальный V1 и конечный V2 объемы; конечные параметры P2, V2, Т2; изменение внутренней энергии; работу расширения.
Дано:
Wo2 = 0,5;
WN2 = 0,5;
М = 1кг;
n = 1,5
Задача №2
Рабочее тело (молекулярный кислород О2) совершает прямой термодинамический цикл, состоящий из следующих процессов: изобарного (1-2), изотермического (2-3), изобарного (3-4) и изохорного (4-1). В узловых точках цикла (1,2,3,4) известны значения лишь некоторых параметров состояния газа. Определить:
— недостающие значения параметров состояния в узловых точках;
— полную работу цикла (как сумму работ составляющих его процессов);
— теплоту, подводимую к телу на стадии его расширения;
— теплоту, отводимую от рабочего тела на стадии сжатия;
— КПД цикла;
— в системе координат PV построить график цикла.
Дано:
Р1 = 0,8•105 Па;
V1 = 1,1 м3/кг;
V2 = 2,1 м3/кг;
V3 = 4,0 м3/кг.
Задача №3
Водяной пар с начальными параметрами Р1 = 5 МПа, Х1 = 0,9 нагревается при постоянном давлении до температуры t2, затем при постоянной энтальпии дросселируется до давления P3. При давлении Р3 пар поступает в сопло Лаваля, где расширяется при постоянной энтропии до давления Р4 = 5 кПа.
Используя is – диаграмму пароводяной системы, определить: количество теплоты, подведенной к пару в процессе (1-2), изменение внутренней энергии и температуру t3 в процессе (2-3), конечные параметры пара: V4, ρ4, t4 и скорость W4 на выходе из сопла Лаваля. Все процессы схематически изобразить в is-диаграмме.
Дано:
t2 = 420ºC;
Р3 = 1,4 МПа.
Задача №4
По стальному каналу теплообменника, имеющему квадратное сечение, площадь которого равна S = 0,01м2 с толщиной δ = 1см и теплопроводностью материала стенки λ = 40 Вт/(м•К) движется поток горячего газа с температурой tг. Снаружи канал охлаждается потоком воды с температурой tв. Коэффициенты теплоотдачи от газа к стенке и от стенки к воде равны соответственно αг и αв.
Определить:
— коэффициент теплопередачи К от газа к воде;
— тепловой поток от газа к воде Q, приходящийся на 1м длины канала;
— температуры внутренней и наружной поверхностей стенки канала t1 и t2.
Определить так же параметры К, Q, t1, t2 и t3 в случае, если наружная поверхность стенки канала покрыта слоем накипи толщиной δ2 = 2мм и теплопроводностью λ2 = 0,8 Вт/(м•К).
Дано:
tг = 995ºС; αг = 9,9 Вт/(м2•К);
tв = 90ºС; αв = 975 Вт/(м2•К).
Задача №5
Определить потери теплоты Q в единицу времени с 1м длины горизонтально расположенной цилиндрической трубы, охлаждаемой свободным потоком воздуха, если температура стенки трубы tс, температура воздуха в окружающей среде tв, а диаметр трубы равен d.
Дано:
d = 250мм;
tс = 250ºС;
tв = 15ºС.
»
Форма заказа готовой работы
Выдержка из похожей работы
Вода кипит при 100 °С, следовательно, температура кипения этого раствора
tкип = 100 + Дtкип = 100+ 0,06=100,06 С,
Пример 2, Раствор, содержащий 1,22 г бензойной кислоты С6Н5СООН в 100 г сероуглерода, кипит при 46,529°С, Температура кипения сероуглерода 46,3°С, Вычислите эбуллиоскопическую константу сероуглерода,
Решение, Повышение температуры кипения Дtкип = 46,529 — 46,3 = 0,229°, Мольная масса бензойной кислоты 122 г/моль, Из формулы
Дtкип = К·m·1000/М·m1
находим эбуллиоскопическую константу:
К = Дtкр·М·m1/m·1000 = 0,229·122·100/1,22·1000 = 2,29°С
Пример 3
Раствор, содержащий 11,04 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при — 0,279°С, Вычислить мольную массу глицерина,
Решение, Температура кристаллизации чистой воды 0°С, следовательно, понижение температуры кристаллизации Дtкр = 0-(-0,279) = 0,279°
Вычисляем мольную массу глицерина из формулы:
Дtкр = К·m·1000/М·m1;
М = К·m·1000/Дtкр·m1 = 1,86·11,04·1000/0,279·800 = 92 г/моль,
Пример 4
Вычислите процентную концентрацию водного раствора мочевины (NH2)2CO, зная, что температура кристаллизации этого раствора равна — 0,465°С,
Решение, Температура кристаллизации чистой воды 0°С, следовательно,
Дtкр = 0 — (-0,465) = 0,465 °С
Мольная масса мочевины 60 г/моль,
Находим массу (г) растворенного вещества, приходящуюся на 1000 г воды из формулы:
Дtкр = К·m/М;
m = Дtкр·М/К = 0,465·60/1,86 = 15 г,
Общая масса раствора, содержащего 15 г мочевины, составляет 1000 + 15 = 1015 г, Процентное содержание мочевины в данном растворе находим из соотношения
С% = m·100/m1
Где: m — масса растворенного вещества, г;
m1 — масса раствора, г,
С% = m•100 /m1 = 15•100/1015 = 1,48%
Пример 5
Определите осмотическое давление при 18,5°С раствора, в 5 дм3 которого содержится 62,4 г CuSO4•5Н2О, Кажущаяся степень диссоциации соли в растворе равна 0,38,
Решение,CuSO4•- сильный электролит, Осмотическое давление в растворе электролита рассчитываем по формуле
Росм = iCМRT,
где: i — изотонический коэффициент;
CМ — молярная концентрация;
R — универсальная газовая постоянная;
T — температура, Т = 273 +18,5 = 291,5 К,
Изотонический коэффициент (i) определяем из формулы кажущейся степени диссоциации (б):
б = (i — 1) / (n -1)
где: n — число ионов, на которые диссоциирует молекула электролита,
CuSO4• диссоциирует на два иона:
CuSO4•- Cu2+ + SO42-• (n = 2)
Рассчитаем изотонический коэффициент:
0,38 = (i — 1) / (2 -1); i = 1,38,
Определим молярную концентрацию:
СМ = m(CuSO4)/M(CuSO4) • V(H2O)
Масса CuSO4 в 62,4 г CuSO4•5Н2О составляет:
М(CuSO4•5Н2О) = 160 + 5 • 18 = 250 г/моль
250 г CuSO4•5Н2О содержит 160 г CuSO4
62,4 г CuSO4•5Н2О содержит m CuSO4
m CuSO4 = 62,4 • 160/250 = 39,94 (г)
СМ = 39,94/160 5 = 0,05 моль/дм3
Росм = iCМRT = 1,38•0,05•8,314•291,5 = 167,2 Па
Контрольные вопросы
161, Температура кристаллизации раствора, содержащего 66,3 г некоторого неэлектролита в 500 г воды, равна — 0,558°С, Вычислите мольную массу растворенного вещества, Криоскопическая константа воды 1,86°,
Ответ: 442 г/моль,
162″