1. 3 кг влажного пара при давлении р1=7 Мпа и х=0,88 перегревается при постоянном давлении до t2=460˚С. Определить количество подведенной теплоты, изменение внутренней энергии и работу. 2. Газ имеет следующий объемный состав: rco2=76%, rN2=24%, pсм=0,3 Мпа и t=17˚С. Найти массовые доли, кажущуюся молекулярную массу, газовую постоянную и плотность.

3.7 м3 воздуха расширяется адиабатно от начальных параметров р1=0,35 Мпа и t1=27˚С до р2=0,15 Мпа. Объем становится равным 13 м3. Определить энтальпию, работу, теплоту и t2.

4. Газ имеет следующий массовый состав: gso2=35%, gC2H2=25%, gO2=40%. Опреде-лить объемные доли, кажущуюся молекулярную массу, газовую постоянную, плотность и парциальные давления при t=15˚C и рсм=1,8 МПа.

5. Энтальпия влажного насыщенного пара при давлении р=0,5 МПа составляет h=2310 кДж/кг*К. Как измениться сухость пара, если к 1 кг пара будет поведено q=200 кДж/кг теплоты при постоянном давлении.

6. Трубопровод с внутренним диаметром 150 мм и наружным диаметром 170 мм выполнен из материала с коэффициентом 160 Вт/(м*К). Определить линейную плотность теплового потока, если температура поверхности трубопровода 125˚С, а температура наружной поверхности трубопровода 230 ˚С.

7. Плоская платина длиной 1.7 м обтекается продольным потоком воздуха. Скорость и температура набегающего потока воздуха: w=90м/c, t=200 ˚С. Вычислить среднее значение коэффициента теплоотдачи​

1. Для решения данной задачи, нам необходимо использовать уравнение состояния идеального газа, а также уравнение состояния влажного пара.

Для начала, воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

PV = mRT,

где P - давление газа, V - его объем, m - масса газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в абсолютной шкале.

Известно, что давление и масса пара не меняются, а объем увеличивается. Мы хотим найти количество подведенной теплоты, изменение внутренней энергии и работу.

Количество подведенной теплоты можно рассчитать как:

Q = mC(T2 - T1),

где Q - количество теплоты, m - масса газа, C - удельная теплоемкость газа, T2 - конечная температура, T1 - начальная температура.

Известно, что давление постоянно, поэтому можно использовать формулу:

Q = mCp(T2 - T1),

где Cp - удельная теплоемкость при постоянном давлении.

Мы можем найти изменение внутренней энергии, используя уравнение состояния влажного пара:

ΔU = m(u2 - u1),

где ΔU - изменение внутренней энергии, m - масса пара, u2 - конечная удельная внутренняя энергия, u1 - начальная удельная внутренняя энергия.

Работу можно рассчитать, используя формулу:

W = PΔV,

где W - работа, P - давление, ΔV - изменение объема.


2. Для решения этой задачи, сначала найдем молярные массы каждого газа используя периодическую таблицу химических элементов.

Молярная масса для CO2 = 12.01 г/моль + 16.00 г/моль + 16.00 г/моль = 44.01 г/моль.
Молярная масса для N2 = 14.01 г/моль + 14.01 г/моль = 28.02 г/моль.

Теперь можем рассчитать массовую долю для каждого газа:

Массовая доля CO2 = (молярная масса CO2 * объемная доля CO2) / (молярная масса CO2 * объемная доля CO2 + молярная масса N2 * объемная доля N2).
Массовая доля N2 = (молярная масса N2 * объемная доля N2) / (молярная масса CO2 * объемная доля CO2 + молярная масса N2 * объемная доля N2).

Кажущаяся молекулярная масса можно рассчитать, используя массовую долю и молярную массу каждого газа:

Кажущаяся молекулярная масса = (массовая доля CO2 / молярная масса CO2) + (массовая доля N2 / молярная масса N2).

Газовую постоянную можно рассчитать, используя идеальное газовое уравнение:

R = (P * V) / (m * T),

где R - газовая постоянная, P - давление газа, V - его объем, m - его масса, T - его температура в абсолютной шкале.

Плотность можно рассчитать, используя уравнение состояния идеального газа:

ρ = (m * M) / V,

где ρ - плотность газа, m - его масса, M - его молярная масса, V - его объем.


3. Для решения этой задачи, мы можем использовать уравнение адиабатного процесса для расширения:

P1 * V1^γ = P2 * V2^γ,

где P1 и P2 - начальное и конечное давление, V1 и V2 - начальный и конечный объем, γ - показатель адиабаты.

Мы можем рассчитать показатель адиабаты, используя уравнение состояния идеального газа:

γ = Cp / Cv,

где Cp - удельная теплоемкость при постоянном давлении, Cv - удельная теплоемкость при постоянном объеме.

Объем можно рассчитать, используя уравнение состояния идеального газа:

V2 = V1 * (P1 / P2)^(1/γ),

где V2 - конечный объем, V1 - начальный объем, P1 - начальное давление, P2 - конечное давление.

Энтальпию можно рассчитать, используя уравнение состояния идеального газа:

H = Cp * (T2 - T1),

где H - энтальпия, Cp - удельная теплоемкость при постоянном давлении, T2 - конечная температура, T1 - начальная температура.

Работу можно рассчитать, используя разницу внутренней энергии в начальном и конечном состоянии:

W = ΔU = H - Q,

где W - работа, ΔU - изменение внутренней энергии, H - энтальпия, Q - количество подведенной теплоты.

Теплоту можно рассчитать, зная количество подведенной теплоты и изменению внутренней энергии:

Q = ΔU + W,

где Q - количество подведенной теплоты, ΔU - изменение внутренней энергии, W - работа.

Температуру можно рассчитать, используя уравнение адиабатного процесса:

T2 = T1 * (P2 / P1)^((γ - 1) / γ),

где T2 - конечная температура, T1 - начальная температура, P2 - конечное давление, P1 - начальное давление.


4. Для решения этой задачи, мы можем использовать закон Рауля для парциальных давлений и уравнение состояния идеального газа.

Мы можем рассчитать парциальные давления для каждого газа:

pSO2 = gSO2 * P,
pC2H2 = gC2H2 * P,
pO2 = gO2 * P,

где pSO2, pC2H2, pO2 - парциальные давления для SO2, C2H2 и O2 соответственно, gSO2, gC2H2, gO2 - объемные доли для SO2, C2H2 и O2 соответственно, P - общее давление.

Мы можем рассчитать объемные доли для каждого газа:

VSO2 = (pSO2 * V) / (R * T),
VC2H2 = (pC2H2 * V) / (R * T),
VO2 = (pO2 * V) / (R * T),

где VSO2, VC2H2, VO2 - объемные доли для SO2, C2H2 и O2 соответственно, pSO2, pC2H2, pO2 - парциальные давления для SO2, C2H2 и O2, V - объем газа, R - газовая постоянная, T - температура в абсолютной шкале.

Кажущуюся молекулярную массу можно рассчитать, используя объемные доли и молярные массы каждого газа:

Мсм = (gSO2 / МSO2) + (gC2H2 / МC2H2) + (gO2 / MO2),

где Мсм - кажущаяся молекулярная масса, gSO2, gC2H2, gO2 - объемные доли для SO2, C2H2 и O2 соответственно, МSO2, МC2H2, MO2 - молярные массы для SO2, C2H2 и O2 соответственно.

Газовую постоянную можно рассчитать, используя идеальное газовое уравнение:

R = (pсм * V) / (mсм * T),

где R - газовая постоянная, pсм - общее давление, V - объем газа, mсм - масса газа, T - температура газа в абсолютной шкале.

Плотность можно рассчитать, используя уравнение состояния идеального газа:

ρ = (mсм * Pсм) / (R * T),

где ρ - плотность газа, mсм - масса газа, Pсм - общее давление, R - газовая постоянная, T - температура газа в абсолютной шкале.


5. Для решения этой задачи, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для насыщенного пара:

h = Cp * (T - T0),

где h - энтальпия, Cp - удельная теплоемкость при постоянном давлении, T - температура газа в абсолютной шкале, T0 - начальная температура газа.

Сухость пара можно рассчитать, зная количество подведенной теплоты и изменение энтальпии:

Δh = q + Cp * ΔT,

где Δh - изменение энтальпии, q - количество подведенной теплоты, Cp - удельная теплоемкость при постоянном давлении, ΔT - изменение температуры.

Тогда сухость пара будет:

x = (h + Δh) / Cp * T.


6. Для решения данной задачи, мы можем использовать уравнение теплопроводности:

Q = (λ * ΔT * A) / L,

где Q - количество теплоты, λ - коэффициент теплопроводности материала, ΔT - разность температур, A - площадь поперечного сечения трубы, L - длина трубы.

Линейная плотность теплового потока будет:

q = Q / L.


7. Для решения этой задачи, мы можем использовать уравнение Ньютона для коэффициента теплоотдачи:

q = h * A * ΔT,

где q - количество теплоты, h - коэффициент теплоотдачи, A - площадь поверхности, ΔT - разность температур.

Средний коэффициент теплоотдачи будет:

h = q / (A * ΔT),

где h - средний коэффициент теплоотдачи, q - количество теплоты, A - площадь поверхности, ΔT - разность температур.