Контрольная работа (стр. 1 )

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1        3

3. Что в термодинамике понимается под теплотой и работой процесса, их обозначения и единицы измерения?        3

9. Раскройте особенности газовых смесей и поясните, как можно вычислить молярную массу смеси газов.        3

14. Получите уравнения для построения политропы в pv и Ts – координатах.        4

19. Раскройте особенности распределения энергии в изотермическом процессе.        4

22. Запишите и проанализируйте уравнение энергии потока газа в тепловой и механической формах.        5

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2        8

5. Приведите примеры использования дифференциального уравнения теплопроводности.        8

10. Объясните, каким образом происходит перенос энергии в форме тепла при конвективном теплообмене.        9

14. Что понимается под критериями теплового подобия и критериальными уравнениями?        9

16. Что принимается за определяющий геометрический размер и определяющую температуру при теплоотдаче в каналах?        10

21. Изобразите и поясните характер изменения температуры от одного теплоносителя к другому через разделяющую их стенку.        10

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3        12

4.  Проанализируйте термический  КПД цикла Карно.        12

9.  Проведите сравнительный  анализ циклов ДВС с изобарным  и изохорным подводом тепла.        12

15. Объясните необходимость  использования многоступенчатого сжатия для получения высоких давлений газа.        14

19. Изобразите схему и поясните принцип работы паровой компрессорной холодильной машины.        14

25. Изложите, что Вам известно о тепловых насосах.        15

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 4        17

1. Какие Вы знаете процессы фазовых переходов веществ и поясните характеризующие их параметры?        17

6. Изложите особенности процессов воспламенения и горения гомогенных топлив.        18

15. Поясните работу известных Вам систем горячего водоснабжения.        19

20. Поясните, каким образом осуществляется подбор и обоснование систем холодоснабжения объектов хранения продуктов сельскохозяйственного  производства.        21

24. Сформулируйте требования к системам кондиционирования воздуха, изобразите принципиальную схему и объясните работу  кондиционера.        21

Список литературы        25

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

3. Что в термодинамике понимается под теплотой и работой процесса, их обозначения и единицы измерения?

       Тела, участвующие при протекании т/д процесса обмениваются энергией. Передача энергии от одного тела к другому происходит двумя способами.
       1-й способ реализуется при непосредственном контакте тел, имеющих различную температуру, путем обмена кинетической энергией между молекулами соприкасающихся тел либо лучистым переносом внутренней энергии излучающих тел путем э/м волн. При этом энергия передается от более нагретого к менее нагретому.
Количество энергии, переданной 1-м способом от одного тела к другому, называется количеством теплоты – Q [Дж], а способ – передача энергии в форме теплоты.

       2-й способ связан с наличием силовых полей или внешнего давления. Для передачи энергии этим способом тело должно либо передвигаться в силовом поле, либо изменять свой объем под действием внешнего давления, То есть передачи энергии происходит при условии перемещения всего тела или его части в пространстве. При этом количество переданной энергии называется работой – L [Дж], а способ передача энергии в форме работы.
       Количество энергии, полученное телом в форме работы называется работой совершенной над телом, а отданную энергию – затраченной телом работой.
       Количество теплоты, полученное (отданное) телом и работа, совершенная (затраченная) над телом, зависят от условий перехода тела из начального состояния в конечное, т. е. зависят от характера т/д процесса.

9. Раскройте особенности газовых смесей и поясните, как можно вычислить молярную массу смеси газов.

       Газовой смесью понимается смесь отдельных газов, вступающих между собой ни в какие химические реакции. Каждый газ (компонент) в смеси независимо от других газов полностью сохраняет все свои свойства и ведет себя так, как если бы он один занимал весь объем смеси.

       Состав смеси задается объемными, массовыми и мольными долями, которые определяются соответственно по следующим формулам:

r1 = V1 / Vсм ; r2 = V2 / Vсм ; … rn = Vn / Vсм

       м1 , м2 , … мn, мсм – молекулярные массы компонентов и смеси.
       Молекулярная масса смеси:

мсм = м1 r1 + r2 м2+ … + rn мn.

14. Получите уравнения для построения политропы в pv и Ts – координатах.

Политропным процессом называется процесс, все состояния которого удовлетворяются условию:

P· νn = Const,

где n – показатель политропы, постоянная для данного процесса.

       Изобарный, изохорный, изотермический и адиабатный процессы являются частными случаями политропного процесса (Рис.):

при n = ± ∞ ν = Const, (изохорный),

n = 0 P = Const, (изобарный),

n = 1 T = Const, (изотермический),

n = λ P· ν = Const, (адиабатный).

       

Политропные процессы идеального газа:

1 – изобара, 2 – изотерма, 3 – адиабата, 4 - изохора

19. Раскройте особенности распределения энергии в изотермическом процессе.

Из уравнения 1-го закона термодинамики при имеем: и q=l, т. е. вся теплота, сообщаемая газу в изотермическом процессе, целиком идет на работу расширения газа.

Изменение энтальпии в процессе T=const равно:

.

Работа расширения .

Коэффициент распределения теплоты

.

Тогда теплоемкость и показатель политропы для процесса T=const будет равен , т. е. .

График распределения энергии в процессе T=const имеет вид:

Распределение энергии в изотермическом процессе

  22. Запишите и проанализируйте уравнение энергии потока газа в тепловой и механической формах.

       Рассмотрим течение газа в трубе переменного сечения (рис.) без теплообмена со стенкой. Выбираем некоторый объем газа, ограниченный в начальный момент времени сечениями 1—2. За время dt частицы газа переместятся в новое положение, ограниченное сечениями11—21. Так как течение газа установившееся, то изменения энергии в общем для двух положений объеме между сечениями11—2 не будет, поэтому приращение энергии за время dt вычисляется как разность энергий в объемах1—21 и 1—11.

Схема течения газа в трубе переменного сечения без теплообмена со стенкой

       Если скорость газа в сечении 2 равна V2, а площадь S2, то dx2 = V2dt, а объем между сечениями 2 и 2'V2* = S2dx2 = S2н2dt.

       Тогда масса газа m2 =с2 V2* = с2S2н2dt, а кинетическая энергия

,

Полная энергия W2 газа включает в себя еще и внутреннюю энергию Wв2 = m2 CV T2, поэтому

, (1)

       Аналогично находим полную энергию газа W1 в объеме между сечениями 1—11:

, (2)

       Найдем работу всех сил, действующих на выделенный объем газа. Работа сил, действующих на боковую поверхность равна нулю, так как эти силы перпендикулярны линиям тока частиц газа. Трение, как говорилось вначале, не учитывается. Работа сил давления, действующих на сечение 1 слева и на сечение 2 справа, равна:

,

или

, (3)

       Работа, совершенная над газом, приводит к изменению его энергии: А = W2 – W1, или с учетом (3), а также (1) и (2):

,

Учитывая, что расход газа с1S1н1 = с2S2н2 = const и сокращая dt, получим:

, (4)

       Уравнение состояния с учетом того, что V = 1/с выглядит следующим образом: