1. Oblicz objętość zbiornika potrzebnego do magazynowania m=90kg gazu świetlnego o temp.T= 10°C pod ciśnieniem p=1 Mpa=1000000Pa , jeżeli dany jest objętościowy procentowy skład tego gazu; H2=46% CH4=32%  CO=15%  N2=7%.Uniwersalna stała gazowa B=8315 J/(kmol × K).

pV=mRT---V=mRT/p

R=B/M

M=2*0,46+(12+4)*0,32+(12+16)*0,15+(2*14)*0,07=12,2kg/kmol

2.Wynalazca twierdzi ,że zbudował silnik cieplny, który w określonym czasie pobiera 100MJ ciepła ze źródła o temp. 327C, oddaje ciepło do źródła o temp. 27C, wykonując pracę 20kWh. Oceń poprawność tego twierdzenia.

Dane:

Q=100MJ=100000kJ                                                                     

L=20kWh                                                       

T=327C=600K                                         

T0=27C=300K                                          

Obliczenia:                                                                     

1J=Ws

1kJ=1kWs

1kJ=1/3600=0,00027kWh

100000kJ=27,78kWh

100MJ=27,78kWh

h=L/Q=20/27,78=0,71

To twierdzenie jest niepoprawne.

3.Oblicz ile kg pary wodnej wilgotnej znajduje się w zbiorniku o objętości 2m3, jeżeli ciśnienie tej pary wynosi 5MPa, a jej entalpia właściwa równa jest 2465KJ/kg. Potrzebne dane odczytaj z załączonej tabeli.

Dane:

V=2m3

P=5Mpa

i=2465KJ/kg

Obliczenia:

v=V/m

m=V/v

m=V/[v’+x(v’’-v’)]

i=i’+x(i’’-i’)

x=(i-i’)/(i’’-i’)=(2465-1154)/(2793-1154)=0,79

m=2000/[1,2858+0,79(39,4102-1,2858)]=63,69kg

[dm3/(dm3/kg)=kg]

1. Oblicz gęstość azotu, którego ciśnienie wynosi 200kPa, a temp. 310C.Uniwersalna stała gazowa B=8315J/kmol*K

Dane:

P=200kPa=200000Pa

T=310C=583K

B=8315J/kmol*K

M=28kg/kmol

Obliczenia:

pV=mRT

pV/RT=m

p/RT=m/V

m/V=r

R=B/M

2.Objętość tlenu zawierającą masę 2kg przy temp. 13C zwiększono 2 razy w wyniku podgrzewania przy stałym ciśnieniu. Oblicz ilość ciepła zużytego na ogrzewanie. Ciepło właściwe tlenu przy stałej objętości 0,66kJ/kg*K. Stała tlenu R=0,26kJ/kg*K

Dane:

M=2kg

T1=13C=286K

V2=2V1

Cv=0,66kJ/kg*K

R=0,26kJ/kg*K

Obliczenia:

R=Cp-CvÞCp=R+Cv

Q=mCp(T2-T1)

V1/V2=T1/T2

T2=T1*V2/V1

T2=2T1=572K

Q=m(R+Cv)(2T1-T1)=2(0,26+0,66)(2*286-286)=514,8

[kg*kJ/kg*K*K=kJ]

1. Obrazem pewnej krzywej przemiany w układzie współrzędnych T-S jest odcinek linii prostej. Parametry czynnika na początku przemiany : temp. 205C, entropia 4J/K, a na końcu przemiany :temp. 349C, entropia 6J/K. Oblicz ilość ciepła , którą pochłonął czynnik podczas przemiany.

T1=205C

S1=4J/K

T2=349C

S2=6J/K

S2-S1=Q/(T2-T1)

Q=(S2-S1) (T2-T1)=2*144=288J

2. Ze zbiornika o pojemności 8m3wypompowano 9kg powietrza aż do osiągnięcia ciśnienia 1 kPa przy temp. 10C . Oblicz temp. Powietrza przed wypompowaniem, jeżeli początkowe ciśnienie wynosiło 1bar. Stała gazowa powietrza R=287J/kg*K.

Dane:

V=8m3

M=9kg

P2=1kPa=1000Pa

T2=10C=283K

P1=1bar=100kPa=100000Pa

R=287J/kg*K

P1V=mRT1

P2V=mRT2

P2V-P1V=mRT2-mRT1

T1=[mRT2-(p2V-p1V)]/mR [K]

3.3 kg powietrza o temp. 20C sprężono izotermicznie do objętość 0,1dm3. Podczas sprężania odprowadzono 125kJ ciepła. Oblicz objętość powietrza przed sprężaniem. Stała gazowa powietrza R=287J/kg*K .

m=3kg

T=20C=293K

V2=0,1dm3

Q=125kJ

R=287J/kg*K

p2V2=mRT

p2=mRT/V2

Q=p2V2lnV2/V1

Q/p2V2=ln V2/V1