Контрольные вопросы по дисциплине – Теплоэнергетика

1
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ им. Д. СЕРИКБАЕВА
Факультет – Горно-металлургический
Кафедра – Химия, металлургия и обогащение
УТВЕРЖДАЮ
зав. кафедрой
________Н.А. Куленова
_______________2014г.
РЕЙТИНГ I – СЕМЕСТР 5
Контрольные вопросы
по дисциплине – Теплоэнергетика металлургических процессов
специальность – 6В070900 – Металлургия
1 Что называется идеальным газом?
2 Что называется молем газа?
3 Дать определение универсальной газовой постоянной и единицы ее измерения.
4 Провести исследование уравнения Ван-дер-Ваальса.
5 При каких условиях можно превращать газы в жидкое состояние?
6 Что такое критическая точка?
7 Теплота и работа как формы передачи энергии.
8 Математические формулировки первого закона термодинамики.
9 Внутренняя энергия.
10 Что такое энтальпия?
11 Дать определение удельной теплоемкости.
12 Что такое истинная и средняя теплоемкость?
13 Практическое значение уравнения Майера.
14 Какие величины называются параметрами состояния тела? Какие параметры чаще всего используются для определения состояния тела? Дать единицы измерения этих параметров.
15 Манометры и вакуумметры служат для измерения давления. Какое
давление показывают эти приборы?
16 Параметр состояния – температура, измеряется по одной из двух шкал.
Какой параметр служит точкой отсчета для международной практической
температурной шкалы, и как обозначается температура по этой шкале?
Какая температура служит началом отсчета по абсолютной шкале? Как
обозначается и называется температура по этой шкале?
17 Какое соотношение служит для перевода показаний температуры по
международной практической температурной шкале и по абсолютной шкале?
2
18 В каких единицах измеряется теплоемкость, и какие различают теплоемкости в зависимости от количественной единицы газа (м3, кг, кмоль)?
19 Дать определение средней и истинной теплоемкости. По какому признаку их различают?
20 Теплоемкость реальных газов зависит от многих параметров, свойств
газа. Для случаев нагрева газов:
- при постоянном объеме,
- при постоянном давлении,
соответствуют различные значения теплоемкостей. Какие в этом случае
различают теплоемкости?
21 В каких единицах измеряется количество тепла и работы? Почему за
единицу измерения тепловой энергии принята единица измерения механической работы?
22 Используя первый закон термодинамики определить к.п.д. (η) теплосиловой установки, характеризующий степень совершенства превращения ими
тепла в работу.
23 Физический смысл энтальпии.
24 Каким соотношением связаны между собой массовые теплоемкости
при постоянных давлении и объеме?
25 Написать уравнения основных газовых процессов.
26 Доказать, что в изобарном процессе количество теплоты равно изменению энтальпии.
27 Почему в адиабатном процессе расширения тела температура убывает,
а при сжатии увеличивается?
28 Взаимное расположение изотермы и адиабаты на рv-диаграмме.
29 Взаимное расположение изохоры и изобары в Ts-координатах.
30 Способы определения показателя политропы.
31. При каких условиях политропные процессы переходят в изохорный,
изобарный, изотермический и адиабатный?
32 В каких политропных процессах внутренняя энергия уменьшается, а в
каких увеличивается?
33 По каким уравнениям вычисляется изменение энтропии в основных газовых процессах?
34 При изохорном процессе как связано (каким законом) изменение абсолютных давлений и абсолютных температур?
35 Как, используя кривую изохорного процесса в T-s – координатах, можно определить значение истинной теплоемкости?
3
36 Записать уравнение первого закона термодинамики для изобарного
процесса через энтальпию.
37 При изобарном процессе как связано (каким законом) изменение
удельных объемов и абсолютных температур?
38 Каким соотношением связано изменение объема газа и его давление
при изотермическом процессе? (какой закон)
39 Почему теплоемкость в изотермическом процессе не может быть
определена?
40 Почему политропный процесс является обобщающим для 4-х рассматриваемых нами процессов?
41 Что называется круговым процессом или циклом?
42 Можно ли в круговом процессе всю теплоту превратить в работу?
43 Обратный цикл Карно.
44 Обобщённый (регенеративный) цикл Карно.
45 Что такое эксергия?
46 При каких условиях термический кпд цикла может быть равен 1?
47 Основные формулировки второго закона термодинамики?
48 Как определяется максимальная полезная работа?
49 Статистический характер второго закона термодинамики.
50 Эксергический метод исследования.
51 Эксергия теплоты и рабочего тела.
dQ
52 Бесконечно малая величина dS
есть полный дифференциал неT
которой функции S параметров состояния. Эту функцию состояния называют
энтропией.
Какие единицы измерения имеет энтропия: для 1 кг массы; для любого
количества вещества?
53 Какие каналы называются соплами?
54 Какие каналы называются диффузорами?
55. Какую форму должен иметь канал, чтобы обеспечить сопловое или
диффузорное течение газа при дозвуковых и при сверхзвуковых скоростях?
56 Что называется критическим отношением давлений и критической
скорости?
57 Какой физический смысл критической скорости?
58 Что такое комбинированное сопло Лаваля и для чего оно применяется?
59 Как с помощью диаграммы is ведется расчет истечения реальных газов?
4
60 Как рассчитывается действительный процесс истечения газа с помощью диаграммы is?
61 Что называется адиабатным дросселированием жидкости или газа и в
каких случаях на практике оно применяется?
62 Как выводится уравнение процесса дросселирования и что оно позволяет определить?
63 Что называется дроссельным эффектом и для чего он используется на
практике?
64 Какие способы задания газовой смеси Вы знаете?
65 По каким формулам рассчитываются газовые смеси?
66 Какие существуют основные способы смешения газов.
67 Как выглядит pv-диаграмма водяного пара?
68 Что называется насыщенным паром?
69 Что называется влажным паром?
70 Что называется перегретым паром и степенью перегрева?
71 Что такое нижняя и верхняя пограничные кривые?
72 Что называется степенью сухости и степенью влажности влажного пара?
73 Что такое критическая точка? Каковы параметры пара в критической
точке для водяного пара?
74 Как связана энтальпия перегретого пара с энтальпией воды, находящейся при температуре кипения, скрытой теплотой парообразования и теплотой перегрева?
75 По какой формуле определяется энтальпия влажного пара?
76 Как выглядит тепловая диаграмма Ts для водяного пара?
77 Как выглядит тепловая диаграмма is для водяного пара?
78 В чем заключается графический метод расчета процессов с водяным
паром с помощью диаграммы is?
ЗАДАЧИ
79 Определить энтропию 1 кг кислорода при р = 8 бар и t = 250 0С. Теплоемкость считать постоянной.
80 Определить энтропию 6,4 кг азота при р = 5 бар и t = 300 0С. теплоемкость считать постоянной.
81 1 кг кислорода при температуре t1 = 127 0C расширяется до пятикратного объема; температура его при этом падает до t2 = 27 0С.
Определить изменение энтропии. Теплоемкость считать постоянной.
5
82 1 кг воздуха сжимается от р1 = 1 бар и t1 = 15 0C до р2 = 5 бар и t2 = 100
0
C. Определить изменение энтропии. Теплоемкость считать постоянной.
83 1 кг воздуха сжимается по адиабате так, что объем его уменьшается в
6 раз, а затем при v = const давление повышается в 1,5 раз.
Определить общее изменение энтропии воздуха. Теплоемкость считать
постоянной.
84 10 м3 воздуха, находящегося при нормальных условиях, сжимают до
конечной температуры 400 0С. Сжатие производится изохорно.
Считая значение энтропии при нормальных условиях равным нулю и
принимая теплоёмкость воздуха постоянной, определить энтропию воздуха в
конце процесса.
85 10 м3 воздуха, находящегося при нормальных условиях, сжимают до
конечной температуры 400 0С. Сжатие производится изобарно.
Считая значение энтропии при нормальных условиях равным нулю и
принимая теплоёмкость воздуха постоянной, определить энтропию воздуха в
конце процесса.
86 10 м3 воздуха, находящегося при нормальных условиях, сжимают до
конечной температуры 400 0С. Сжатие производится политропно с показателем
политропы n = 2,2.
Считая значение энтропии при нормальных условиях равным нулю и
принимая теплоёмкость воздуха постоянной, определить энтропию воздуха в
конце процесса.
87 10 м3 воздуха, находящегося при нормальных условиях, сжимают до
конечной температуры 400 0С. Сжатие производится адиабатно.
Считая значение энтропии при нормальных условиях равным нулю и
принимая теплоёмкость воздуха постоянной, определить энтропию воздуха в
конце процесса.
88 Манометр парового котла показывает давление 2 бар. Показание барометра – 776 мм рт. ст.
Считая пар сухим насыщенным, определить его температуру, удельный
объем и энтальпию.
6
89 Манометр парового котла показывает давление р = 1,5 бар. Показание
барометра равно 764 мм рт.ст.
Считая пар сухим насыщенным, определить его температуру и удельный
объем.
90 определить состояние водяного пара, если давление его р = 5 бар, а
температура t = 172 0С.
91 Определить состояние водяного пара, если давление его р = 6 бар, а
удельный объем v = 0,3 м3/кг.
92 Определить количество тепла, затрачиваемого на перегрев 1 кг сухого
насыщенного пара при давлении р = 90 бар до температуры t = 500 0С.
93 Определить количество тепла, затрачиваемого на перегрев 1 кг влажного пара при давлении р = 100 бар и степени сухости х = 0,98 до температуры t
= 480 0С.
94 Влажный пар имеет при давлении р = 15 бар паросодержание х = 0,80.
Какое количество тепла нужно сообщить 1 кг данного пара, чтобы довести его степень сухости при постоянном давлении до х2 = 0,95.
95 Энтальпия влажного насыщенного пара при давлении р 1 = 14 бар составляет ix = 2705 кДж/кг.
Как изменится степень сухости пара, если к 1 кг его будет подведено 40
кДж тепла при постоянном давлении.
96 Воздух из резервуара с постоянным давлением р1 =100 бар и температурой t1 = 15 0C вытекает в атмосферу через трубку с внутренним диаметром 10
мм.
Определить скорость истечения воздуха и его секундный расход. Наружное давление принять равным 1 бар. Процесс расширения воздуха считать
адиабатным.
97 Как велика теоретическая скорость истечения пара через сопло Лаваля,
если давление пара р1 = 14 бар. Температура t1 = 300 0С, а противодавление
равно 0,06 бар? Процесс расширения пара в сопле считать адиабатным.
7
98 Определить теоретическую скорость истечения пара из котла в атмосферу. Давление пара в котле р1 = 12 бар, температура t1 = 300 0C. Процесс расширения пара считать адиабатным. Барометрическое давление принять равным
750 мм рт. ст.
99 Определить теоретическую скорость истечения пара из котла в атмосферу. Истечение происходит через сопло Лаваля. Давление пара в котле р 1 =
12 бар, температура t1 = 300 0C. Процесс расширения пара считать адиабатным.
Барометрическое давление принять равным 750 мм рт. ст.
100 Давление воздуха при движении его по трубопроводу понижается
вследствие местных сопротивлений от р1 = 8 бар до р2 = 6 бар. Начальная температура воздуха t1 = 20 0C.
Определить изменение температуры и энтропии в рассматриваемом процессе. Какова температура воздуха после дросселирования?
Составитель
____________
(подпись)
доцент Г.С. Пестова