ZADANIA DLA STUDENTÓW WYDZ. ELEKTRYCZNEGO

kier. Elektrotechnika – sem.II 2010/2011

Zestaw 5

Zagadnienia do przygotowania.

1. Równanie stanu gazów.
2. Funkcje termodynamiczne.
3. I i II zasada termodynamiki.

Zadania.

1. Naczynie z gazem zostało rozdzielone ruchomą przegrodą na dwie części,

w stosunku objętości

V

1

V

2

=

2
3

. Temperatura gazu w objętości mniejszej jest równa

T

1

=

450 K

, w objętości większej

T

2

=

540 K

. Jaki będzie stosunek objętości, jeżeli

temperatury wyrównają się. Ścianki naczynia nie przewodzą ciepła, wyrównanie temperatur
może się odbyć tylko przez przegrodę.

2. Gaz podlega przemianie w której ciśnienie rośnie o k %, objętość maleje o l %. Jak

zmieni się temperatura gazu.

3. Do gazu doskonałego dostarczono 1⋅10

3

J ciepła, wskutek czego gaz rozprężył się

izobarycznie. Obliczyć pracę wykonaną przez gaz w tym procesie. Ciepło molowe gazu

wynosi

C

V

=

3
2

R

, gdzie R - stała gazowa.

4. Gaz doskonały o wykładniku adiabaty =1,4 poddano izobarycznemu rozprężaniu, przy

ciśnieniu

p=200 kPa

takim, że jego objętość wzrosła o  V =0,5 m

3

. Oblicz ciepło

pobrane przez gaz, pracę wykonaną przez gaz i zmianę jego energii wewnętrznej.

5. W naczyniu z ruchomym tłokiem znajduje się m = 36 g wodoru (



= 2 kg/kmol) o

temperaturze t

1

= 27

o

C pod ciśnieniem p

1

= 4 atm. (atm. - atmosfera fizyczna). Podczas

sprężania wodoru do jednej trzeciej początkowej objętości (V

2

= V

1

/n, n = 3) trzeba było

wykonać pracę W = 1,5x10

5

J, odprowadzając jednocześnie do chłodnicy



= 6x10

4

J

ciepła. Obliczyć temperaturę i ciśnienie wodoru po sprężeniu. {T

2

= T

1

+

µ

∆

−

v

mC

Q

W

, C

v

=

5R/2, R = 8,3x10

3

J/kmol K, p

2

= p

1

T

2

n/T

1

}

6. Doskonały silnik termodynamiczny pobiera ze źródła w jednym cyklu ciepło Q=20J i

wykonuje pracę użyteczną W =6 kJ . Ile wynosi sprawność tego silnika.

7. Doskonały silnik termodynamiczny pracuje wykonując cykl Carnota. Temperatura źródła

ciepła dla tej maszyny wynosi T

1

=

700 K , a temperatura chłodnicy T

2

=

500 K , przy

czym chłodnica tego silnika jest źródłem ciepła dla drugiego silnika. Obliczyć stosunek

sprawności obu silników cieplnych



1



2

. Różnica temperatur między źródłem ciepła i

chłodnicą dla obu maszyn jest taka sama.