1. Определить абсолютное давление в паровом котле, если манометр показывает (0,2 + 0,02*19) МПа, а атмосферное давление равно 755 мм рт. ст. 2. Разрежение в газоходе парового котла, измеряемое тягомером, равно (15 + 19) мм вод.ст. Определить абсолютное давление газов, если показание барометра 730 мм рт. ст., и выразить его в МПа 3. В емкостью 40 л находится кислород при давлении (100 + 19) кгс/см2 по манометру. Температура кислорода 25°С, атмосферное давление равно 745 мм рт. ст. Определить массу кислорода и его плотность. 4. Сосуд емкостью V = 10 м3 заполнен углекислым газом. Определить абсолютное давление в сосуде, если масса газа равна (1 + 19) кг, а температура равна 27 °С. 5. Плотность воздуха при нормальных условиях ρн = 1,293 кг/м3 . Чему равна плотность воздуха при абсолютном давлении p = (1,5 + 19) МПа и температуре t = (20 + 19) °С? (Нормальные условия p = 760 мм рт.ст., Т = 273,15 К) 6. Воздух в количестве 0,5 кг изотермически расширяется от давления 100 ат до p2. Определить давление p2 в ат, работу изменения объема и отведенную теплоту, если V2/V1 = (5+19) и температура 30 °C 7. Вычислить среднюю массовую и объемную теплоемкость при постоянном давлении для СО2 в интервале температур от t1=200°С до t2=(500+10*19)°С. Необходимые для расчетов зависимости даны в таблице. 8. Найти среднюю массовую теплоемкость при постоянном объеме Сνm для воздуха в интервале температур от t1=400°C до t2=(700+10*19)°C. 9. Рассчитать смешанный цикл, т.е. найти параметры состояния для характерных точек цикла, термический КПД цикла, количество подведенного и отведенного тепла, если известны начальные параметры воздуха p1=0,1 МПа, t1=(19+29)ºC; ε=7; ρ=1,2; λ=2; k=1,4. Теплоемкость воздуха принять равной cpm=1,15 кДж/кг∙К; cνm=0,85кДж/кг∙К. ( сделать 10 расчетов) 10. Температура внутренней поверхности стенки (100∙n) °С, а наружной (10∙19) °С. Толщина стенки (0,1∙19) м. Определите коэффициент теплопроводности кирпича, если удельный тепловой поток, проходящий через стенку, равен (90+10∙19) Вт/м2 11. Температура внутренней поверхности стенки (0,1∙+5)∙100 °С, а наружной (0,1∙n+7)∙10 °С. Удельный тепловой поток, проходящий через стенку, равен (0,1∙n+5)∙100 Вт/м. Определите толщину стенки, если коэффициент теплопроводности 0,6 Вт/(м∙град).

1. Для определения абсолютного давления в паровом котле, нужно сложить показания манометра и атмосферного давления.

Показания манометра: (0,2 + 0,02*19) МПа = 0,2 + 0,38 = 0,58 МПа

Атмосферное давление: 755 мм рт. ст. * (1 МПа / 760 мм рт. ст.) = 0,9934 МПа

Теперь сложим оба значения для определения абсолютного давления в паровом котле:

Абсолютное давление = 0,58 МПа + 0,9934 МПа = 1,5734 МПа

Ответ: Абсолютное давление в паровом котле равно 1,5734 МПа.

2. Для определения абсолютного давления газов в газоходе парового котла, нужно вычесть показания тягомера из показаний барометра.

Показания тягомера: (15 + 19) мм вод. ст. = 34 мм вод. ст.

Показания барометра: 730 мм рт. ст. * (1 МПа / 760 мм рт. ст.) = 0,9605 МПа

Теперь вычтем показания тягомера из показаний барометра для определения абсолютного давления газов:

Абсолютное давление = 0,9605 МПа - 34 мм вод. ст. * (9,81 Н / (м^2 * мм вод. ст.)) * (1 МПа / 10^6 Н) = 0,9605 МПа - 0,0033648 МПа = 0,9571352 МПа

Ответ: Абсолютное давление газов в газоходе парового котла равно 0,9571352 МПа.

3. Для определения массы кислорода и его плотности в емкости, используем уравнение состояния идеального газа:

p = ρ * R * T

где p - давление, ρ - плотность, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Исходные данные:
- Давление: (100 + 19) кгс/см^2 * (98066,5 Па / 1 кгс/см^2) = 1,998407 МПа
- Температура: 25 °C + 273,15 К = 298,15 К
- Атмосферное давление: 745 мм рт. ст. * (1 МПа / 760 мм рт. ст.) = 0,9805 МПа

Плотность можно определить, используя уравнение состояния идеального газа:

p = ρ * R * T
ρ = p / (R * T)
ρ = 1,998407 МПа / (8314,5 Дж / (кг * К) * 298,15 К) = 0,8952 кг/м^3

Массу можно определить, используя формулу:

Масса = Объём * Плотность
Объём = 40 л = 40 * (10^(-3) м^3 / 1 л) = 0,04 м^3
Масса = 0,04 м^3 * 0,8952 кг/м^3 = 0,035808 кг

Ответ: Масса кислорода равна 0,035808 кг, а его плотность - 0,8952 кг/м^3.

4. Для определения абсолютного давления в сосуде, используем уравнение состояния идеального газа:

p = m * R * T / V

где p - давление, m - масса газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура, V - объем.

Исходные данные:
- Масса газа: (1 + 19) кг = 20 кг
- Температура: 27 °C + 273,15 К = 300,15 К
- Объем: V = 10 м^3

Абсолютное давление можно определить, подставив значения в уравнение:

p = 20 кг * 8314,5 Дж/(кг * К) * 300,15 К / 10 м^3 = 4988,7 Па

Ответ: Абсолютное давление в сосуде равно 4988,7 Па.

5. Для определения плотности воздуха при абсолютном давлении и температуре, используем уравнение состояния идеального газа:

p = ρ * R * T

где p - давление, ρ - плотность, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Исходные данные:
- Плотность при нормальных условиях: ρн = 1,293 кг/м^3
- Абсолютное давление: (1,5 + 19) МПа = 20,5 МПа
- Температура: (20 + 19) °C + 273,15 К = 312,15 К

Чтобы найти новую плотность, из формулы выражаем плотность:

ρ = p / (R * T)

Подставляем значения:

ρ = 20,5 МПа / (8314,5 Дж / (кг * К) * 312,15 К) = 0,0953 кг/м^3

Ответ: Плотность воздуха при абсолютном давлении 20,5 МПа и температуре 312,15 К равна 0,0953 кг/м^3.

6. Для определения давления p2 в ат, работы изменения объема и отведенной теплоты, используется уравнение идеального газа:

p1 * V1 = p2 * V2

где p1 и p2 - начальное и конечное давления, V1 и V2 - начальный и конечный объемы.

Исходные данные:
- Масса воздуха: 0,5 кг
- Давление p1: 100 ат = 100 * 98066,5 Па = 9806650 Па
- Отношение V2/V1: (5 + 19) = 24
- Температура: 30 °C + 273,15 К = 303,15 К

Из уравнения состояния идеального газа можем найти конечное давление p2:

p2 = p1 * V1 / V2 = 9806650 Па * 0,5 кг / 24 = 204194,79 Па = 2,04 ат

Ответ: Давление p2 равно 2,04 ат.

Для расчета работы изменения объема используем формулу:

работа = p1 * V1 * ln(V2/V1)

работа = 9806650 Па * 0,5 кг * ln(24) = 9806650 Па * 0,5 кг * 3,17805 = 15,750 кДж

Ответ: Работа изменения объема равна 15,750 кДж.

Для расчета отведенной теплоты используем первый закон термодинамики:

Q = ΔU - работа

где Q - отведенная теплота, ΔU - изменение внутренней энергии.

Изотермический процесс, поэтому изменение внутренней энергии равно нулю:

Q = -работа = -15,750 кДж

Ответ: Отведенная теплота равна -15,750 кДж.

7. Для определения средней массовой и объемной теплоемкостей при постоянном давлении для CO2 в указанном интервале температур, можно использовать зависимость средней массовой и объемной теплоемкостей от температуры, предоставленную в таблице.

Рассмотрим среднюю массовую теплоемкость:

Интервал температур: от t1=200°C до t2=(500+10*19)°C = от 200°C до 690°C

Таблица для СО2:
t (°C) | cp (кДж/(кг∙К))
----------------------
200 | 0,845
300 | 0,891
400 | 0,930
500 | 0,960
600 | 0,983
700 | 0,999

Средняя массовая теплоемкость cp считается как среднее арифметическое значения cp в указанном интервале:

cp = (0,845 + 0,891 + 0,930 + 0,960 + 0,983 + 0,999) / 6 = 5,608 / 6 = 0,9347 кДж/(кг∙К)

Ответ: Средняя массовая теплоемкость при постоянном давлении для СО2 в интервале температур от 200°C до 690°C равна 0,9347 кДж/(кг∙К).

8. Для определения средней массовой теплоемкости при постоянном объеме для воздуха в указанном интервале температур, можно использовать зависимость средней массовой теплоемкости от температуры, предоставленную в таблице.

Интервал температур: от t1=400°C до t2=(700+10*19)°C = от 400°C до 880°C

Таблица для воздуха:
t (°C) | cv (кДж/(кг∙К))
----------------------
400 | 0,709
500 | 0,743
600 | 0,774
700 | 0,799
800 | 0,820
900 | 0,838

Средняя массовая теплоемкость cv считается как среднее арифметическое значения cv в указан