Теплофизика. Контрольная работа. Задачи 1, 2, 4, 5. Вариант 14

Задача 1. Газ массой m = 1 кг имеет начальные параметры - давление Р1 и температуру t1. После политропного изменения состояния газа объём его стал V2 давление Р2. Определить начальный объем V1, конечную температуру Т2 газа, показатель политропы n, теплоёмкость процесса С, работу расширения газа l, изменение внутренней энергии U и изменение энтропии S. Определить эти же величины, если изменение состояния газа происходит по изотерме до того же значения конечного объёма V2. Сделать и записать выводы по полученным расчётным данным. Показать процессы в p-V и T-s - диаграммах.

Контрольный вопрос. Каковы общая формулировка и математическое определение первого закона термодинамики? Дайте определение и объясните физическую сущность величин, входящих в уравнение первого закона термодинамики.

Задача 2. Определить параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя с изохорно - изобарным подводом теплоты (смешанный цикл), если известны давление Р1 = 0,8 кгс/см2, и температура t1 = 7 C рабочего тела в начале сжатия. Степень сжатия e = 12, степень предварительного расширения p = 1,3, степень повышения давления заданы лямбда = 1,7.

Определить работу, получаемую от цикла, подведённую и отведенную теплоту, термический КПД цикла и изменение энтропии отдельных процессов цикла. За рабочее тело принять воздух, считая его теплоёмкость в расчётных интервалах температур постоянной. Построить на "миллиметровке" в масштабе этот цикл в координатах P-V и T-S. Дать к полученным графикам соответствующие пояснения.

Контрольный вопрос. Приведите основные формулировки второго закона термодинамики.

Задача 4. Определить потери тепла за 1 час с одного метра длины горизонтально расположенной цилиндрической трубы, охлаждаемой свободным потоком воздуха, если известны наружный диаметр d = 159 мм трубы, температура стенки трубы tc = 350 C температура воздуха tB = 15 C в помещении.

Контрольный вопрос. Какими основными безразмерными числами (критериями) подобия определяется конвективная теплопередача и каков физический смысл этих чисел подобия?

Задача 5. Плоская стальная стенка толщиной dс = 2 мм омывается с одной стороны горячими газами с температурой tl = 600 С, с другой стороны водой с температурой t2 = 150 С. Определить коэффициент теплопередачи К от газов к воде, удельный тепловой поток q и температуры обеих поверхностей стенки, если известны коэффициенты теплопередачи от газа к стенке a1 = 24 Вт/(м2*К) и от стенки к воде a2 = 1093 Вт/(м2*К); коэффициент теплопроводности стали лямбдас =58 Вт/(м*К). Определить также все указанные выше величины, если стенка со стороны воды покрыта слоем накипи толщиной dн = 4 мм; коэффициент теплопроводности накипи лямбдан = 1 Вт/(м*К). Для указанных вариантов построить эпюры температур от t1 до t2. Объяснить в чём заключается вред отложения накипи стальных поверхностях нагрева.

Контрольный вопрос. В чём различие между коэффициентами теплоотдачи и теплопередачи, и какова связь между ними.