Теплофизика. Часть 1 «Основы термодинамики»: Учебное пособие, страница 40

7)  Резервуар вместимостью 4 м3 заполнен углекислым газом. Найти массу газа если избыточное давление в резервуаре 40 кПа, температура 80 0С , а барометрическое давление 102,4 кПа. Ответ 8,54 кг.

8)  Давление   кислорода   в   баллоне вместимостью 100 л равно 883 кПа при температуре 20 0С. Определить массу кислорода, которую нужно  подкачать  в  баллон,  чтобы  повысить  давление  в  нем  до  10,2 МПа. Наружное давление 101 кПа. Ответ: 10,27 кг.

9)  Определить массу воздуха, израсходованного на пуск двигателя, если вместимость пускового баллона 200 л, температура окружающей среды  и воздуха  в баллоне 20 0С, давление воздуха в баллоне до пуска двигателя 2,26 МПа , после пуска 1,86 МПа. Ответ: 0,95 кг.

10)  Из баллона со сжатым водородом емкостью 0.01 м3 в следствии неисправности вентиля вытекает газ. При температуре 7 0С  манометр показал 5МПа. Через некоторое время при температуре 14 0С манометр показал такое же давление. Определить утечку газа.

11)  Киломоль кислорода находится при температуре 300 К и давлении 100 МПа. Найти объем газа, считая, что состояние  кислорода при данных условиях описывается уравнением Ван-дер-Ваальса. Постоянные а и b для кислорода приведены в приложении Д.

Примечание - Нужно использовать метод последовательных приближений, используя для определения первоначального объема уравнение Менделеева-Клапейрона, затем подставлять его в уравнение Ван-дер-Ваальса до тех пор пока не совпадет Vn  с  Vn-1.

12)  Два киломоля азота находятся при температуре Т=300 К и давлении 5 МПа. Найти объем газа, считая, что состояние азота при данных условиях описывается уравнением Ван-дер-Ваальса.

Примечание - Смотри примечание к задаче 11.

13)  Начальное состояние азота задано параметрами: t=2000C, v=1,9 м3/кг. Азот нагревается при постоянном давлении, причем объем азота увеличивается до 5,7 м3/кг. Определить конечную температуру.

Ответ: 11460С.

14)  Определить удельный объем кислорода при давлении 2,3 МПа и температуре 280 0С. Ответ: 0,0625 м3/кг.

15)  Определить массу воздуха в комнате площадью 25 м2 и высотой 3,2 м. Принять, что температура воздуха в комнате 22 0С, а барометрическое давление 986,5 гПа. Ответ: 93,1 кг.

16)  Определить плотности азота при давлении 1 и 6 МПа. Температура азота равна 400 0С. Ответ: 5,01 кг/м3, 30,1 кг/м3.

17)  Давление водяных паров в воздухе комнаты равно 2 кПа. Сколько содержится водяного пара в комнате? Площадь комнаты 25 м2, высота 3 м, температура 25 0С. Ответ: 1,09 кг.

18)  0,03 м3 кислорода, отнесенного к нормальным условиям, находится в сосуде емкостью 650 см3.  Определить показания манометра, измеряющего давление в этом сосуде, если температура кислорода 2000С. Атмосферное давление равно 1016 гПа. Ответ: 0,708 МПа.

19)  На  рычажных аналитических весах взвешивается образец из пластмассы, причем в момент равновесия на весах стоят гири общей массой 80,146 г. Определить истинную массу образца (с учетом поправку на выталкивающую силу воздуха), если плотность пластмассы 0,2 г/см3, а плотность вещества гирь 8,4 г/см3. Взвешивание производится при параметрах воздуха t=250С, p=0,102 МПа.

Решение. При равновесии весов имеет место следующее равенство сил: mгирь g-D(mгирьg) =mплg-D(mплg). Выталкивающие силы для пластмассы D(mплg)=Vпл rg=(mпл /rпл) rg; для гирь D(mгирьg)=Vгирь rg=(mгирь /rгирь) rg, где r-плотность воздуха r= p/RT. Если допустить, что mгирь g»mплg, то mпл=mгирь(1+r((1/rпл)-(1/rгирь))).

Ответ: 80,146 г.

20)  Каков вес воды в стакане, взвешиваемом на аналитических весах, если при равновесии на их чашку установлены гири общим весом 20,563 гс? Удельный вес материала гирь gгирь=8,4 гс/см3 , а удельный вес воды вместе со стаканом gв=1,2 гс/см3. Взвешивание произведено в воздухе при температуре 200С и барометрическом давлении 1001 гПа.

Ответ: 20,581 гс.