Pytania do zestawów z Termodynamiki
Wyjaśnić pojęcie układu termodynamicznego. Kiedy układ termodynamiczny jest otwarty, a kiedy zamknięty ? P
Wymienić i krótko omówić rodzaje powierzchni oddzielających układ termodynamiczny od otoczenia. P
Co to jest parametr fizyczny układu. Jaka jest różnica między parametrem fizycznym
i termodynamicznym układu ? P
Parametr termodynamiczny układu. Jaki parametr nazywamy intensywnym, a jaki
ekstensywnym. Podać przykłady obu typów parametrów. P
Wyjaśnić pojęcie stanu układu termodynamicznego. P
Pojęcie i rodzaje równowagi termodynamicznej. P
Przemiana termodynamiczna. Rodzaje przemian. P
Energia układu termodynamicznego. P
Praca zewnętrzna przemiany termodynamicznej. Podać jej interpretację w układzie
p-v. P
10. Ciepło przemiany termodynamicznej. Podać jego interpretację w układzie T-s. P
Wymienić i krótko omówić rodzaje czynników termodynamicznych. P
Wymienić prawa rządzące gazami doskonałymi. Podać odpowiednie zależności. P
13. I zasada termodynamiki. Podać dwie podstawowe matematyczne formy jej zapisu
(jedna zawierająca energię wewnętrzną i druga zawierająca entalpię). P
Co to jest entalpia układu. Wyjaśnić sens fizyczny tego parametru. P
Co to jest praca techniczna przemiany ? Podać zależność i interpretację geometryczną. na wykresie p-v. Podczas jakiej przemiany praca techniczna jest równa zeru
i dlaczego ? P
Co to jest entropia układu ? Podać wzór definicyjny oraz jednostkę. Kiedy entropia
układu jest równa zeru i dlaczego ? P
Narysować i omówić przemianę izobaryczną w układach p-v i T-s. P
Narysować i omówić przemianę izochoryczną w układach p-v i T-s. P
Narysować i omówić przemianę izotermiczną w układach p-v i T-s. P
Narysować i omówić przemianę adiabatyczną w układach p-v i T-s. P
Podać definicję i jednostkę ciepła właściwego. Zależność pomiędzy ciepłem właściwym przy stałym ciśnieniu i stałej objętości dla gazu doskonałego. P
Wymienić i omówić podstawowe sformułowania II zasady termodynamiki. P
Wymienić i krótko omówić podstawowe przemiany odwracalne. P
Co to jest obieg termodynamiczny ? Kiedy jest on odwracalny, a kiedy
nieodwracalny ? Narysować i opisać przykładowy obieg na wykresie p-v. P
Ciepło i praca zewnętrzna obiegu. Definicja sprawności cieplnej obiegu silnika. P
26. Narysować i omówić obieg Carnota. Podać wzór na sprawność obiegu i
przeprowadzić analizę. P
28. Wymienić podstawowe rodzaje obiegów i podać, gdzie znajdują one zastosowanie. P
29. W układzie zamkniętym, w którym zachodzi przemiana izobaryczna, zmiana entropii:
musi być dodatnia,
musi być równa zeru,
musi być ujemna,
może być dodatnia, ujemna lub równa zeru. P
30. Zmiana entropii dowolnego układu zamkniętego, w którym zachodzi przemiana
adiabatyczna:
może być dodatnia, ujemna lub równa zeru,
może być dodatnia lub równa zeru, ale nigdy ujemna,
jest zawsze ujemna,
jest zawsze równa zeru,
jest zawsze dodatnia. P
31. Jeśli przemiana jest odwracalna, wówczas zmiana entropii całego układu (łącznie ze
źródłem ciepła) jest:
zawsze dodatnia,
w pewnych warunkach może nie być dodatnia. P
32. Jeśli przemiana jest izentropowa i adiabatyczna, jest ona odwracalna. Czy
sformułowanie jest prawdziwe? Odpowiedź uzasadnić. P
33. Nieodwracalność powoduje spadek entropii izolowanego układu. Czy sformułowanie
jest prawdziwe? Odpowiedź uzasadnić. P
34. Zmiana entropii dla dowolnego układu zamkniętego, który podlega nieodwracalnej
przemianie adiabatycznej:
może być dodatnia, ujemna lub równa zeru,
może być dodatnia lub równa zeru, lecz nieujemna,
jest ujemna,
jest dodatnia,
jest równa zeru,
jest nieokreślona. Odpowiedź uzasadnić. P
35. Czynnik rozpręża się nieodwracalnie w nieizolowanym cylindrze. Zmiana
entropii czynnika jest:
równa zeru,
dodatnia,
ujemna,
równa lub większa od zera,
nieokreślona. P
36. Ze zbiornika z powietrzem powoli odbierane jest ciepło. Zmiana entropii powietrza
jest:
dodatnia,
ujemna,
równa zeru. P
37. Gaz doskonały rozpręża się w cylindrze, przesuwając tłok. Cylinder jest dobrze
izolowany i wymiana ciepła jest pomijalna. Temperatura gazu:
spada,
pozostaje stała,
rośnie. P
38. Układ podlega obiegowi nieodwracalnemu. Zmiana entropii układu:
rośnie,
pozostaje stała,
maleje,
jest nieokreślona. P
39. Układ podlega obiegowi nieodwracalnemu. Entropia otoczenia:
rośnie,
pozostaje stała,
spada,
jest nieokreślona. P
40. Wewnętrznie odwracalny układ traci ciepło do otoczenia. Entropia układu:
rośnie,
pozostaje stała,
spada,
jest nieokreślona. P
41. Czynnik podlega wewnętrznie odwracalnej przemianie. Jego entropia:
musi rosnąć,
jest stała,
musi maleć,
może rosnąć, maleć lub być stała, zależnie od przemiany. P
42. Przemiana izentropowa, przy stałej objętości, jest także izotermiczna.
Czy sformułowanie jest prawdziwe? Odpowiedź uzasadnić. P
43. Gaz doskonały rozpręża się w cylindrze, wyciskając tłok. Cylinder jest tak dobrze
izolowany, że wymiana ciepła jest pomijalnie mała. Co się stanie z temperaturą gazu
(uzasadnij odpowiedź) a) wzrośnie, b) pozostanie stała, c) zmaleje.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
43. Masowe i objętościowe natężenie przepływu. Definicje i jednostki. P
44. Podać i omówić równanie ciągłości przepływu (zachowania masy). P
45. Podać i omówić równanie bilansu energetycznego dla układu o przepływie ustalonym.
46. Co to jest liczba Macha i prędkość dźwięku ? Podać odpowiednie zależności. P
47. Parametry spiętrzenia. Podać odpowiednie zależności na temperaturę i ciśnienie
spiętrzenia. P bez zależności.
48. Parametry krytyczne. Podać i omówić związki pomiędzy parametrami krytycznymi
a parametrami spiętrzenia. P bez związków.
49. Jaki kanał przepływowy nazywamy dyszą ? Przeanalizować wpływ kształtu dyszy na
prędkość i rodzaj przepływu (powołać się na odpowiednią zależność) P
50. Jaki kanał przepływowy nazywamy dyfuzorem ? Przeanalizować wpływ kształtu
dyfuzora na prędkość i rodzaj przepływu (powołać się na odpowiednią zależność) P
51. Omówić wpływ ciśnienia za dyszą na przepływ w dyszy zbieżnej.
52. Jaki kształt posiada dysza naddźwiękowa ? Omówić przebieg prędkości, ciśnienia
i prędkości dźwięku w dyszy de Lavala. P
53. Omówić wpływ tarcia na przepływ poddźwiękowy płynu ściśliwego w dyszy zbieżnej
(skorzystać z wykresu i-s).
54. Omówić wpływ pracy na przepływ płynu ściśliwego w dyszy zbieżnej (skorzystać
z wykresu i-s).
55. Wymienić i krótko omówić podstawowe typy zwężek pomiarowych stosowanych
przy pomiarach natężenia przepływu. P
56. Podać i omówić wzór będący podstawą pomiaru natężenia przepływu przy pomocy
zwężek.
57. Obliczyć objętość właściwą v i prędkość dźwięku dla pary wodnej o temperaturze
300ºC i ciśnieniu 200 kPa. P
58. Obliczyć prędkość dźwięku a i liczbę Macha M dla powietrza o temperaturze 600ºC,
przepływającego kanałem z prędkością 400 m/s. P
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
58. Wymienić i omówić podstawowe rodzaje wymiany ciepła. P
59. Jaka jest różnica pomiędzy ustaloną i nieustaloną wymianą ciepła ? P
60. Podać definicję, jednostkę oraz zależność na strumień ciepła dla przypadku
ustalonego i nieustalonego. P
61. Podać definicję, jednostkę i zależność na gęstość strumienia ciepła. Wymienić
podstawowe rodzaje gęstości strumienia stosowane w praktyce w przypadku
ustalonej wymiany ciepła. P
62. Prawo Bio-Fouriera stosowane w procesie przewodzenia ciepła. Podać
i omówić postać matematyczną tego prawa. P
63. Omówić wpływ temperatury na współczynnik przewodnictwa dla gazów, cieczy
i metali. Podać zakresy wartości tego współczynnika oraz najczęściej stosowaną
zależność funkcyjną.
64. Podać i omówić zależność na nieustalone przewodnictwo cieplne w postaci ogólnej
i dla procesu jednowymiarowego.
65. Podać i omówić zależność na gęstość strumienia ciepła przewodzonego przez ściankę
płaską. P
66. Podać i omówić zależność na współczynnik przenikania dla ścianki składającej się
z n warstw o grubości δi i współczynniku przewodnictwa λi, gdzie i = 1..n.
67. Podać i omówić zależność na liniową gęstość strumienia ciepła przewodzonego przez
jednowarstwową ściankę walcową. P
68. Podać i omówić korzystając z odpowiednich ilustracji trzy rodzaje warunków
brzegowych związanych z przejmowaniem ciepła na powierzchni ciała stałego.
69. Omówić zjawisko unoszenia ciepła. Podać i omówić podstawową zależność na
gęstość strumienia. P
70. Wymienić założenia upraszczające stosowane podczas analizy wymiany ciepła
w procesie unoszenia wymuszonego.
71. Wymienić podstawowe liczby podobieństwa mechanicznego i cieplnego. Podać
zależności na liczbę Nusselta i Reynoldsa wraz z objaśnieniem występujących
tam wielkości. P
72. Podać zasadę podobieństwa oraz ogólną postać związku funkcyjnego wynikającą
z tej zasady. P
73. Podać i omówić wzór empiryczny stosowany przy analizie wymiany ciepła
w ruchu swobodnym w przestrzeni nieograniczonej.
74. Wymienić i omówić trzy zasadnicze przypadki wzajemnego przepływu ciał
wymieniających energię cieplną w wymiennikach ciepła.
75. Omówić zjawisko promieniowania cieplnego. P
76. Wymienić podstawowe prawa, którym podlega promieniowanie cieplne. P
77. Podać zależność i jednostkę oraz wyjaśnić pojęcie emisyjności danego ciała. P
78. Jakie ciała nazywamy doskonale czarnymi ? Czy w przyrodzie spotykamy takie
ciała ? Jeżeli tak, to podać przykłady takich ciał. Jeżeli nie, to podać ciała najbardziej
zbliżone do ciał doskonale czarnych. P
79. Podać i omówić związek pomiędzy stopniem pochłaniania a emisyjnością ciała.
80. Podać i omówić zależność stanowiącą prawo Stefana-Bolzmanna. P
81. Narysować krzywą i omówić prawo przesunięć Wiena.
82. Jakie ciało nazywamy doskonale szarym ? Czy rzeczywiste ciała spełniają ten
warunek. Odpowiedź uzasadnić. P
83. Podać prawo wiążące między sobą emisyjność i zdolność pochłaniania ciał
(wynikające z prawa Kirchoffa). Podać postać matematyczną tego prawa. P
84. Podać i omówić zależność na zredukowany współczynnik stopnia czarności układu.
85. Wymienić i omówić podstawowe rodzaje stosowanych ekranów cieplnych.
Podać przykłady ich praktycznego zastosowania w szczególności w ochronie
ppożarowej. P
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
86. Wymienić i omówić podstawowe rodzaje parowania wody. P
87. Para nasycona mokra, para nasycona sucha, para przegrana. Scharakteryzować
każdy z wymienionych rodzajów pary i podać ich podstawowe parametry. P
88. Wyjaśnić pojęcie entalpii pary nasyconej suchej i ciepła parowania. Podać
odpowiednie zależności. P
89. Wymienić i podać zależności na podstawowe parametry pary wilgotnej. P
90. Wymienić podstawowe układy, którymi posługujemy się podczas badania
przemian pary wodnej. Naszkicować i omówić jeden z wybranych wykresów. P
Praca i ciepło przemiany izotermicznej pary wodnej. Podać zależności i zilustrować
na wykresie i-s. P
Praca i ciepło przemiany izobarycznej pary wodnej. Podać zależności i zilustrować
na wykresie i-s. P
Praca i ciepło przemiany izentropowej pary wodnej. Podać zależności i zilustrować
na wykresie i-s.
Praca i ciepło przemiany izochorycznej pary wodnej. Podać zależności i zilustrować
na wykresie i-s. P
Omówić proces dławienia pary wodnej. Zilustrować go na wykresie i-s.
96. Omówić sposób wyznaczania parametrów pary podczas jej dławienia wykorzystując
w tym celu wykres i-s.
Uwaga: Litera P przy pytaniu oznacza, że znajomość podanego zagadnienia stanowi
warunek konieczny zaliczenia przedmiotu.