93

Zadanie 4.1.9

Od 0,5 kmola mieszaniny gazów doskonałych azotu i argonu o temperaturze początkowej 300 K odprowadzono 130 kj ciepła podczas politropy sprężania w sprężarce. Znaleźć molowy skład mieszaniny, jeśli spręż sprężarki wynosi 5, zaś temperatura końcowa 500 K. Masa atomowa argonu wynosi 40 kg/kmoh

Odpowiedź: 49,4% N₂ i 50,6% Ar.

Zadanie 4.1.10

Porównać wydatki molowe powietrza, jakie może być sprężone od ciśnienia 0,1 MPa i temperatury 27°C do ciśnienia 0,6 MPa w sprężarkach tłokowej i wirnikowej, jeśli do ich napędu użyto tego samego silnika elektrycznego. Założyć, że obie sprężarki mają taką samą sprawność mechaniczną. W sprężarce tłokowej gaz sprężany jest politropowo z wykładnikiem 1,2, zaś w wirnikowej adiabatycznie ze sprawnością izentropową 85%.

Odpowiedź: Stosunek wydatków sprężarki tłokowej do wirnikowej wynosi 1,318.

Zadanie 4.1.11

Mieszanina helu i tlenu o równych udziałach molowych jest sprężana politropowo w idealnej sprężarce tłokowej. Podczas tego procesu temperatura mieszaniny gazów zmienia się od 300 K do 360 K. Wydatek molowy gazu wynosi 6,2 mol/s. Wiedząc, że moc cieplna odprowadzona w przemianie sprężania wynosi 7,7 kW, oblicz teoretyczną moc silnika potrzebną do napędu sprężarki. Masa atomowa helu wynosi 4 kg/kmol.

Odpowiedź: 16,98 kW.

Zadanie 4.1.12

1 kg mieszaniny argonu i azotu o równych udziałach objętościowych sprężono od ciśnienia 0,1 MPa i temperatury 300 K do ciśnienia 1 MPa i temperatury 400 K. Obliczyć ciepło przemiany, jeśli wiadomo, że jest to przemiana o stałym cieple właściwym.

Odpowiedź: -122,13 kJ.

Zadanie 4.1.13

Gaz o temperaturze 20°C i ciśnieniu początkowym 0,1 MPa zajmuje objętość 1 I. Do gazu doprowadzono przy stałej objętości 100 J ciepła, a następnie gaz izotermicznic rozprężono, tak że jego objętość wzrosła 100 krotnie. Obliczyć końcową temperaturę i ciśnienie gazu. Obliczenia przeprowadzić dla: (a) gazu doskonałego jednoatomowego, (b) gazu doskonałego dwuatomowego. Odpowiedź: (a) 488,3 K; (b) 410,2 K.

93