4 Przemiany, praca I zt.pdf

ZADANIA Z TERMODYNAMIKI I

Zestaw I.6

1. Jeden kg tlenku wħgla CO realizuje obieg teoretyczny utworzony przez ciĢg przemian:

1-2 izochora, 2-3 izoterma, 3-1 izobara. MajĢc dane T 1 = 400 K, p 3 = 0,2 MPa,

v 3 = 5 v 2 oblicz sprawnoĻę teoretycznĢ obiegu i porwnaj jĢ ze sprawnoĻciĢ obiegu Carnota

zrealizowanego w zakresie maksymalnej i minimalnej temperatury obiegu.

Odp: ȵ t = 0,224, ȵ C = 0,8.

2. Jeden kg azotu N 2 realizuje obieg skþadajĢcy siħ z przemian:1-2 izentropa, 2-3 izobara,

3-1 politropa. MajĢc dane: p 1 = 90 kPa, T 1 = 300 K, T 2 = 900 K, T 3 = 1900 K oblicz

sprawnoĻę teoretycznĢ obiegu.

Odp: ȵ t = 0,35.

3. Jeden kg wodoru H 2 realizuje obieg Carnota. NajniŇsza temperatura obiegu wynosi

T II = T 3 = T 4 = 300 K, zaĻ najwyŇsza T I = T 1 = T 2 = 800 K. NajwyŇsze ciĻnienie w obiegu

ma wartoĻę p 1 = 5 MPa, najniŇsze zaĻ p 3 =100 kPa. Obliczyę: a) parametry w

charakterystycznych punktach obiegu, b) sprawnoĻę ȵ C , pracħ obiegu l ob , ciepþo

doprowadzone q d oraz wyprowadzone q w .

Odp: a) v 1 = 0,66 m 3 /kg, p 2 = 3,1 MPa, v 2 = 1,06 m 3 /kg, v 3 = 12,4 m 3 /kg,

p 4 = 0,17 MPa, v 4 = 7,28 m 3 /kg, b) ȵ C = 0,625, l ob = 978 kJ/kg, q d = 1,56 MJ/kg,

q w = 586 kJ/kg.

4. Dwuatomowy gaz doskonaþy podlega obiegowi prawobieŇnemu skþadajĢcemu siħ z trzech

nastħpujĢcych przemian: izobary 1-2, izochory 2-3 i przemiany 3-1, ktrej obrazem w

ukþadzie p - V jest odcinek linii prostej. Parametry gazu w poszczeglnych punktach obiegu

wynoszĢ: p 1 = 100 kPa, V 1 = 2 m 3 , p 3 = 200 kPa, T 3 = 600 K, V 3 = 1m 3 .

Obliczyę: a) sprawnoĻę obiegu ȵ t , b) pracħ obiegu L ob .

Odp: a) ȵ t = 0,125, b) L ob = 50 kJ.

5. Silnik cieplny pracuje wedþug obiegu Lenoira skþadajĢcego siħ z izentropy 1-2, izobary 2-3 i

izochory 3-1. Czynnikiem obiegowym jest dwuatomowy gaz doskonaþy, ktrego skrajne

temperatury majĢ wartoĻci: T 1 = 1973 K, T 3 = 288 K. Strumieı ciepþa pobieranego przez

silnik wynosi 50 kW. Obliczyę: a) temperaturħ T 2 , stosunek ciĻnieı p 1 /p 2 oraz stosunek

objħtoĻci wþaĻciwych v 2 /v 1 , b) sprawnoĻę termicznĢ obiegu ȵ t , c) moc silnika N.

Odp : a) T 2 = 1139 K, p 1 /p 2 = 6,85, v 2 /v 1 = 3,96, b) ȵ t = 0,293, c) N = 14,65 kW.

6. Silnik pracuje wedþug obiegu Otto, dla ktrego T 1 = 373 K, p 1 = 0,1MPa,

ō = V 1 /V 2 = 6, ȹ = p 3 /p 2 = 1,6. Czynnikiem roboczym jest 1 kg powietrza traktowany jak gaz

doskonaþy. OkreĻlię brakujĢce parametry termodynamiczne poszczeglnych stanw oraz

ciepþo dodatnie q d i ujemne q w , pracħ obiegu l ob , sprawnoĻę ȵ t .

Odp: q d = 329,7 kJ/kg, q w = - 162 kJ/kg, l ob = 471 kJ/kg, ȵ t = 0,51.

7. OkreĻlię brakujĢce parametry termodynamiczne obiegu Diesla oraz ciepþo dodatnie q d,

ciepþo ujemne q w , pracħ obiegu l ob i sprawnoĻę ȵ t jeŇeli p 1 = 0,1 MPa, T 1 = 293 K,

ō = V 1 /V 2 = 12,7, Ⱦ = V 3 /V 2 = 2. Czynnikiem roboczym jest 1kg powietrza /gaz doskonaþy/.

Odp: q d = 818 kJ/kg, q w = 347 kJ/kg, l ob = 471 kJ/kg, ȵ t = 0,576.