TermodynamikaI.2

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
ZADANIA Z TERMODYNAMIKI I
Zestaw I.2
1. CiĻnienie absolutne 50 kg azotu zawartego w zbiorniku o objħtoĻci V = 2 m
3
wynosi
p = 2,2 MPa. Do jakiej temperatury T
k
moŇna podgrzaę azot, by nie zadziaþaþ zawr
bezpieczeıstwa ustawiony na rŇnicħ ciĻnieı Șp = 6,3 MPa. CiĻnienie otoczenia
p
o
= 752 Tr.
Odp: do T
k
862,51 K.
2. Zbiornik o objħtoĻci V = 50 l podzielono na poþowħ pþprzepuszczalnĢ przegrodĢ. W
jednej czħĻci umieszczono m
1
= 10 g wodoru i m
2
= 25 g helu. Przez przegrodħ
dyfunduje tylko wodr. W czasie procesu temperatura gazu jest staþa i wynosi t = 220
0
F. PrzyjmujĢc, Ňe gazy te moŇna traktowaę jako doskonaþe okreĻlię ciĻnienie panujĢce
w obydwu poþwkach zbiornika.
Odp; p
I
= 313937 Pa, p
II
= 1098578 Pa.
3. W zbiorniku pod ciĻnieniem p
1
= 1 MPa, znajduje siħ gaz doskonaþy o temperaturze
T
1
= 440 K. Po wypuszczeniu Șn = 0,8 kmol gazu, jego paramery w zbiorniku
wynosiþy:
p
2
= 400 kPa, T
2
= 330 K. JakĢ objħtoĻę V
ma zbiornik?
Odp: V = 6,27 m
3
.
4. W zbiorniku znajduje siħ hel He o masie m
1
= 2 kg i parametrach poczĢtkowych
p
m1
= 10 kPa, T
1
= 300 K. Do zbiornika doprowadzono dodatkowo pewnĢ iloĻę helu,
wskutek czego parametry zmieniþy siħ na p
m2
= 190 kPa, T
2
= 400 K. CiĻnienie
otoczenia wynosi p
o
= 98,5 kPa. Obliczyę iloĻę kmoli n
d
doprowadzonego gazu, jego
masħ m
d
oraz objħtoĻę V zbiornika.
Odp: n
d
= 0,497 kmol, m
d
= 1,99 kg, V = 11,5 m
3
.
5. SprħŇarka napeþnia zbiornik powietrzem w ciĢgu 46 min. ObjħtoĻę zbiornika
V = 56 m
3
, temperatura powietrza przed napeþnieniem T
1
= 258 K, po napeþnieniu
T
2
= 298 K. CiĻnienie gazu zmienia siħ od barometrycznego p
o
= 750 mm Hg do
p
2
= 0,7 MPa. OkreĻlię wydajnoĻę sprħŇarki w warunkach normalnych.
Odp: Șn = 0,005 kmol/s, ȘVn = 0,107 m
3
n/s.
6. Zbiornik o objħtoĻci V = 10 m
3
naleŇy napeþnię powietrzem pod ciĻnieniem
p
z2
= 1,1 MPa o temperaturze T
z2
= 293 K. Do tego celu uŇywa siħ sprħŇarki
zasysajĢcej w ciĢgu 1 minuty 5 m
3
powietrza o parametrach po = 760 mm Hg i
To = 285 K. Po jakim czasie Șŏ zbiornik zostanie napeþniony, jeŇeli przed
napeþnieniem gaz w zbiorniku miaþ ciĻnienie p
z1
= 14 psi i temperaturħ t
z1
= 53
0
F.
Odp: ŏ = 1153 s.
7. Do zbiornika, w ktrym znajduje siħ n
1
= 2 kmol azotu N
2
pod ciĻnieniem
p
1
= 0,2 MPa wpuszczono V
n
= 40 m
3
n tlenu O
2
. PrzyjmujĢc, Ňe temperatura gazw
w zbiorniku nie zmieniþa siħ, okreĻlię ciĻnienie p
2
w stanie koıcowym oraz skþad
objħtoĻciowy roztworu.
Odp: p
2
= 378,5 kPa, r
N2
= 0,528, r
O2
= 0,472.
8. W zbiorniku znajduje siħ roztwr gazowy wodoru H
2
i dwutlenku wħgla CO
2
o skþadzie masowym g
H2
= 0,35 i g
CO2
= 0,65 pod ciĻnieniem p
1
= 0,5 MPa i o
temperaturze T
1
= 373 K. Do zbiornika wtþoczono Șn = 2 kmol N
2
, co spowodowaþo
wzrost ciĻnienia o Șp = 300 kPa i temperatury o 50 K. Obliczyę masħ wodoru m
1
i
dwutlenku wħgla m
2
, objħtoĻę V zbiornika i ciĻnienia czĢstkowe gazw.
Odp: m
1
= 8,98 kg, m
2
= 16,62 kg, V = 30,2 m
3
, p
H2
= 523 kPa, p
CO2
= 44 kPa,
p
N2
= 233 kPa.
9. Roztwr gazw doskonaþych: azotu N
2
i metanu CH
4
ma għstoĻę masy Ⱦ = 1,75 kg/m
3
przy parametrach p = 200 kPa oraz T = 350 K. Obliczyę objħtoĻciowe, molowe i
masowe udziaþy skþadnikw roztworu.
Odp: r
N2
= 0,789, r
CH4
= 0,211, g
N2
= 0,876, g
CH4
= 0,134.
10. Przez kanaþ spalinowy przepþywajĢ spaliny o nastħpujĢcym skþadzie objħtoĻciowym:
r
CO2
= 0,12, r
N2
= 0,79, r
O2
= 0,09. Obliczyę għstoĻę Ⱦ
sp
spalin oraz powierzchniħ A
przekroju poprzecznego kanaþu majĢc dane n
sp
= 4 kmol/min, p
Ļr
= 110 kPa,
T
Ļr
= 580 K, w
Ļr
= 5 m/s.
Odp: Ⱦ
sp
= 0,69 kg/m
3
, A = 0,58 m
2
.
11. W normalnych warunkach fizycznych zmieszano n
1
= 0,04 kmol tlenku wħgla CO,
V
n
= 0,98 m
3
n wodoru H
2
, oraz takĢ iloĻę azotu N
2
, Ňe jego udziaþ objħtoĻciowy r
N2
=
0,07. Jakie ciĻnienie p
2
osiĢgnie roztwr gazw w temperaturze T
2
= 500K, jeŇeli jego
objħtoĻę w tych warunkach wynosi V
2
= 2m
3
.
Odp: p
2
= 187 kPa.
12. Zbiornik o objħtoĻci V = 3000 l zawiera przy nadciĻnieniu p
n
= 500 kPa roztwr
gazw skþadajĢcy siħ z n
1
= 0,3 kmol azotu N
2
, m
2
= 1,1 kg tlenu O
2
i takiej iloĻci
dwutlenku wħgla C
O2
, Ňe jego udziaþ masowy wynosi g
CO2
= 0,14. CiĻnienie otoczenia
p
o
= 980mbar. Obliczyę temperaturħ roztworu oraz ciĻnienia czĢstkowe jego
skþadnikw.
Odp: T = 584 K, p
O2
= 55,4 kPa, p
N2
= 483,3 kPa, p
CO2
= 57,2 kPa.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]