Termodynamika I. Egzamin - zadania. 30.01.2006
Zad.1.
Powietrze traktowane jak mieszanina gazów doskonałych sprężono od ciśnienia 0,1 MPa i temperatury 20°C dla ciśnienia 1MPa uzyskując temperaturę 0°C. Obliczyć pracę przemiany. Dane: B=8315 J/kgK; M02=32 kg/kmol; MN2=28 kg/kmol.
Zad.2.
W otwartym pojemniku znajdującym się w otoczeniu o temperaturze 4°C umieszczono 0,5 kg lodu o temperaturze -20°C i 0,2 kg wody o temperaturze 80°C. Obliczyć całkowitą zmianę entropii po dojściu układu do stanu równowagi. Dane: cw4,185 kJ/kgK; cl=2,06 kJ/kgK; l=333,5 kJ/kg.
Zad.3.
Strumień powietrza wilgotnego o natężeniu mgs=0,5 kg gs/s; wilgotności względnej 60% i temperaturze 20°C przepływa przez zaizolowany rurociąg, w którym umieszczono grzałkę o mocy 9 kW. Nagrzane powietrze zostało następnie nawilżone parą nasyconą suchą o ciśnieniu 0,1 MPa. Wydatek pary wynosi 6g/s. Obliczyć końcową temperaturę powietrza wilgotnego. Entalpia pary nasyconej suchej pod ciśnieniem 0,1 MPa wynosi 2675 kJ/kg; ciśnienie nasycenia pary w temperaturze 20°C wynosi 23,5 hPa a ciśnienie całkowite wynosi 1000hPa.
Termodynamika III. Egzamin - zadania. 30.01.2006
Zad.1.
Woda o ciśnieniu 0,11 MPa i temperaturze 30°C wpływa do komory mieszania o ciśnieniu 0,11 MPa i temperaturze 140°C. Mieszanina opuszczająca komorę ma ciśnienie 0,11MPa i temperaturę 65°C. Poprzez niezaizolowaną ściankę komory odpływa do otoczenia o temperaturze 20°C ciepło 75 kW. Pomijając zmiany energii kinetycznej i potencjalnej określić prace maksymalną i stratę pracy w tym procesie. Dla pary w/w warunkach warunkach=2757 kJ/kg; s=7,51 kJ/kgK.
Zad.2.
W zbiorniku znajdują się 2 kmole CO2 i 1kmol H2. Po doprowadzeniu gazu do temperatury 1000 K ustalił się w zbiorniku rozkład równowagowy ze względu na reakcję: CO2+ H2=CO+ H2O (g) charakteryzowany stałą równowagi Kp=0,693. Wyznaczyć skład tej mieszaniny.
Zad.3.
Obliczyć temperaturę spalania mieszaniny propanu (C3H8) i metanu (CH4), jeżeli objętościowy udział propanu wynosił 30%; początkowa temperatura powietrza i paliwa wynosiła 20°C, średnie ciepło właściwe spalin 1,1 kJ/kgK, a w spalinach stwierdzono 10% CO2. Ciepła spalania propanu 96,6 MJ/m3 a metanu 39,8 MJ/m3; ciepło parowania wody 2500 kJ/kg.
Termodynamika I. Egzamin teoretyczny. 30.01.2006
1. Czy można zastosować równanie Van der Walsa do gazu doskonałego?
2. Kiedy i dlaczego zmienia się ciepło właściwe?
3. Omówić bilans energetyczny układu otwartego.
4. Wytłumaczyć, dlaczego w obiegu silnikowym nie można wykorzystać na pracę całego dostarczonego ciepła.
5. Podać przykłady trzech procesów, w których entropia maleje.
6. Czy istnieje zasada zachowania entropii? Uzasadnij.
7. Typowe procesy nieodwracalne. Co się dzieje z energią i entropią tych procesów?
8. Podać jednostki i miary udziałów masowych i objętościowych. Czy udziały objętościowe mogą być liczbowo równe udziałom masowym?
9. Zdefiniuj współczynnik wydajności chłodniczej dla chłodziarek chłodziarek i pompy cieplnej.
10. Omówić i narysować na wykresie i-x proces mieszania się dwóch strumieni powietrza wilgotnego.
Termodynamika III. Egzamin teoretyczny. 30.01.2006
1. Co to jest egzergia?
2. Oszacować egzergię i energię powietrza znajdującego się w tej Sali. Objętość przyjąć równą 400 m3.
3. Czy sprawność egzergetyczna silnika może wynosić 1? Uzasadnić.
4. Omówić przemiany fazowe na tle innych przemian termodynamicznych.
5. Omówić efekty energetyczne reakcji chemicznych.
6. Co to jest strata równowagi chemicznej i od czego zależy?
7. Wyjaśnić zachowanie się stałej równowagi chemicznej dla przemian egzotermicznych przy wzroście temperatury.
8. Na czym polega powinowactwo chemiczne i co jest jego miarą?
9. Straty w procesie spalania.
10. Podać, jaki skład mają spaliny przy teoretycznym, całkowitym i zupełnym spalaniu czystego węgla w powietrzu a jaki w czystym tlenie?