ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА
1.22.Почему и во сколько раз теплопроводность водорода больше теплопроводности воздуха?
2.23. Найти вязкость азота, теплопроводность которого равна l = = 29,44 мВт/(м×К).
Ответ: h = 2,53 мкПа×с.
3.23. Коэффициент диффузии и вязкость кислорода при некоторых условиях равны D = 1,22×10-5 м2/с и h = 19,5 мкПа×с. Найти среднюю арифметическую скорость молекул кислорода.
Ответ: v = 440 м/с.
ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
1.23.Обоснуйте утверждение, что универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль·К) численно равна работе изобарного расширения 1 моля идеального газа при повышении его температуры на 1 К.
2.23.Один моль азота, занимавший при давлении 1,01·105 Па и температуре 0 °С объем 22,4 л, адиабатно сжимают до объема, равного половине начального. После чего газ изотермически расширяется до первоначального объема. Найти конечное давление и температуру газа, а также совершенную им работу при изотермическом расширении.
Ответ: 0,13 МПа; 360 К; 2074 Дж.
3.23.Кислород (О2), находящийся в стальном баллоне емкостью 100 л, при температуре 17 °С имеет давление 0,5 МПа. Какое количество теплоты нужно сообщить азоту, чтобы его давление возросло до 1,5 МПа?
Ответ: 250 кДж.
4.23.В герметично закрытом сосуде объемом 2 л находится одинаковое по массе количество азота (N2) и аргона. Давление в сосуде 0,1 МПа. Температура газовой смеси 273 К. Найти количество теплоты, необходимое для нагревания этой смеси на 100 К.
Ответ: 155 Дж.
ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
1.20.Определите коэффициент передачи тепла теплового насоса.
2.23.Холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, совершает за один цикл работу А = 50 кДж, при температурах холодильника t2 = -5 °С и окружающего воздуха t2 = 27 °С. Найти количество теплоты Q1, переданное машиной атмосфере.
Ответ: Q1 = 456 кДж.
3.23. Система отопления в коттедже работает следующим образом: холодильная машина забирает тепло из уличного воздуха (t2 = 0 °С) и отдает его воде в отопительной системе (работает с помощью паровой машины при температуре котла t1 = 200 °С, температура воды в отопительной системе, являющейся охладителем паровой машины, t3 = 50 °С). Определить количество тепловой энергии, получаемой системой отопления, на 1 Дж химической энергии топлива.
Ответ: Q = 2,73 Дж.
4.23.Цикл тепловой машины состоит из изотермы, адиабаты и изобары, причем изотермический процесс происходит при минимальной температуре цикла. Степень сжатия одноатомного газа равна Р1/Р2 = 2. Найти КПД цикла.
Ответ: h = 0,134.