Opracował: dr inż. Jerzy Kuś
Teoria maszyn cieplnych
02. Równania stanu gazów rzeczywistych - pytania Substancje jednorodne chemicznie, fazy, procesy zmiany fazy 1. Czy lód wodny jest substancją jednorodną chemicznie? Dlaczego?
2. Jak jest różnica pomiędzy cieczą nasyconą, a cieczą przechłodzoną?
3. Jak jest różnica pomiędzy parą nasycona, a parą przegrzaną?
4. Czy jest jakaś różnica pomiędzy własnościami pary nasyconej przy danej temperaturze, a parą zawartą w parze nasyconej mokrej przy tej samej temperaturze?
5. Czy jest jakaś różnica pomiędzy własnościami nasyconej cieczy przy danej temperaturze, a cieczą zawartą w parze nasyconej mokrej?
6. Czy jest prawdą, że przy wyższym ciśnieniu temperatura parowania wody jest wyższa? Uzasadnij?
7. Czy jeśli ciśnienie substancji rośnie podczas procesu parowania, temperatura także rośnie, czy też może utrzymuje się na stałym poziomie? Dlaczego?
8. Dlaczego, w obszarze pary nasyconej mokrej, temperatura i ciśnienie są zmien-nymi zależnymi?
9. Jaka jest różnica pomiędzy punktem krytycznym, a punktem potrójnym?
10. Czy jest możliwe by woda parowała przy –10oC?
11. Głowa domu przygotowuje gulasz dla swojej rodziny w patelni (a) bez przy-krycia, (b) z lekkim przykryciem i (c) z ciężkim przykryciem. W którym przypadku możemy skrócić czas gotowania?
12. Czym różni się proces parowania przy ciśnieniu nadkrytycznym, od procesu parowania przy ciśnieniu podkrytycznym?
Tablice własności
13. W jakiego rodzaju garnku, dana objętość wody wrze przy wyższej temperaturze: wysokim i wąskim, czy niskim i szerokim?
14. Często, dokładnie dopasowana przykrywka i garnek (słoik), po gotowaniu
„przyklejają się” do siebie, i stają się bardzo trudne do otwarcia gdy garnek ochłodzi się. Uzasadnij dlaczego to się zdarza i powiedz jak można otworzyć przykrywkę?
15. Dobrze wiemy, że ciepłe powietrze w chłodnym otoczeniu unosi się. Rozważ-
my teraz mieszaninę ciepłego powietrza i benzyny powstającą w górnej części zbiornika z benzyną. Jak myślisz, czy ta mieszanina będzie się unosić w chłodnym otoczeniu?
16. W Szkocji w 1775, dr William Cullen produkował lód usuwając powietrze z naczynia z wodą. Podaj zasadę działania takiego urządzenia i zaproponuj spo-sób zwiększenia wydajności procesu.
17. Czy ilość ciepła (energii) pochłoniętej przez 1kg nasyconej ciekłej wody od-parowującej przy 100oC, będzie równa ilości ciepła (energii) uwalnianej z nasyconej pary skraplającej się przy 100oC.
18. Czy wybór stanu odniesienia przy określaniu własności substancji ma jakiś wpływ na analizy termodynamiczne? Dlaczego?
19. Jakie jest fizyczne znaczenie entalpii i ? Czy można ją wyznaczyć znając cg
entalpie i i i ? Jak?
c
g
Opracował: dr inż. Jerzy Kuś
Teoria maszyn cieplnych
20. Co to jest stopień suchości pary nasyconej mokrej? Czy ma on jakieś znaczenie w obszarze pary przegrzanej?
21. Który proces wymaga większej energii: całkowite odparowanie 1kg nasyconej ciekłej wody przy ciśnieniu 1atm, czy całkowite odparowanie 1kg nasyconej ciekłej wody przy ciśnieniu 8atm?
22. Czy i zmienia się wraz z ciśnieniem? Jak?
cg
23. Czy stopień suchości pary mokrej nasyconej można wyrazić jako iloraz objęto-
ści zajętej przez parę i objętości całkowitej pary nasyconej mokrej?
24. Jak, przy braku tablic dla cieczy przechłodzonej, określana jest objętość właś-
ciwa cieczy przechłodzonej przy danym ciśnieniu i temperaturze?
Gaz doskonały
25. Propan i metan są powszechnie stosowane do ogrzewania w zimie, a wyciek tych paliw, nawet przez krótki okres czasu, stanowi zagrożenie pożarowe dla budynków. Jak myślisz, wyciek którego gazu stanowi większe zagrożenie pożarowe? Uzasadnij.
26. W jakich warunkach, założenia przyjmowane przy definiowaniu gazu doskonałego, są odpowiednie dla gazów rzeczywistych?
Współczynnik ściśliwości
27. Jakie jest fizyczne znaczenie współczynnika ściśliwości Z ?
28. Co to jest zasada stanów odpowiednich?
Inne równania stanu
29. Jakie jest fizyczne znaczenie dwóch stałych występujących w równaniu van der Waals’a? Jak jest podstawa ich obliczania?
Pojemności cieplne właściwe, u
D i D i gazów doskonałych
30. Czy zależność U
D = mc
T
D ogranicza się tylko do procesów przy stałej obję-
v, śr
tości, czy też można ją stosować dla innych procesów gazu doskonałego?
31. Czy zależność I
D = mc
T
D ogranicza się tylko do procesów przy stałym ciś-
p, śr
nieniu, czy też można ją stosować dla innych procesów gazu doskonałego?
32. Pokaż, że dla gazu doskonałego c = c + R .
p
v
u
33. Czy energia wymagana do ogrzania powietrza od 295 do 305K ma taką samą wartość jak energia wymagana do ogrzania powietrza od 345 do 355K? Przyj-mijmy, że ciśnienie w obu przypadkach ma taką samą wartość?
34. Jaka jest, w zależności
U
D = mc T
D , poprawna jednostka c - kJ/kg×oC czy
v
v
kJ/kg×K.
35. Stała ilość masy gazu doskonałego ogrzewana jest od 50 do 80oC, przy stałym ciśnieniu (a) 1atm i (b) 3atm. Jak myślisz, w którym przypadku ilość potrzebnej energii będzie większa? Dlaczego?
36. Stała ilość masy gazu doskonałego ogrzewana jest od 50 do 80oC, przy stałej objętości (a) 1m3 i (b) 3m3. Jak myślisz, w którym przypadku ilość potrzebnej energii będzie większa? Dlaczego?
2/02
Opracował: dr inż. Jerzy Kuś
Teoria maszyn cieplnych
37. Stała ilość masy gazu doskonałego ogrzewana jest od 50 do 80oC (a) przy stałym ciśnieniu i (b) przy stałej objętości. Jak myślisz, w którym przypadku ilość potrzebnej energii będzie większa? Dlaczego?
3/02