Контрольная работа по Теплотехника на тему ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ГАЗОВ ПРИ ПОСТОЯННОМ ДАВЛЕНИИ И ПОСТОЯННОМ ОБЪЕМЕ

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Определение отношения теплоемкостей газов по методу Клемона-Дезорма.
2 ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ
Установка состоит из сосуда 2 (рисунок 1) с трехходовым краном 1 и U-образного манометра 4. Заполнение сосуда воздухом производят с помощью груши 3. Избыточное давление в сосуде 2 замеряют U-образным манометром 4. Трехходовой кран 1 позволяет соединять сосуд попеременно либо с грушей, либо с атмосферой, либо совершенно отсоединять сосуд от источника сжатого воздуха и атмосферы.

Рисунок 1 – Схема экспериментальной установки
3 ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА
С помощью груши нагнетают в сосуд воздух так, чтобы перепад уровней по манометру Н1 был не менее 1500-2000 Па. После заполнения сжатым воздухом сосуд примет температуру окружающей среды.
Равенство температур воздуха в сосуде и окружающей среде соответствует установившемуся перепаду давления Н1 по манометру (состояние 1 с давлением Н1 на рисунке 2, Р1 = Ра +Н1). Соединив сосуд с

Контрольная работа по «Теплотехнике»
Вариант №4
Задача 1.
Воздух массой М = 5 кг с начальными параметрами: давлением Р1 = 1,8 МПа, и температурой t1 = 620°С в результате термодинамического процесса (изотермическое расширение, то есть Т = const) изменяет свой объём в ε = 3,0 раз.
Определить:
 конечные параметры воздуха и его объем в начале и конце процесса;
 количество тепла в процессе;
 количество совершенной работы;
 изменение внутренней энергии;
 изменение энтальпии;
 изменение энтропии.
Теплоёмкость воздуха считать постоянной. По данным расчета изобразить процесс в Р, v- и Т, s- диаграммах (без масштаба).
Решение.
Рассчитаем объем воздуха в начале процесса по уравнению состояния:
.
Рассчитаем объем воздуха в конце процесса (по условию происходит расширение, значит, объем увеличивается):

Задача 2.
Для идеального газового цикла ДВС (при изобарном подводе теплоты, P = const) с начальными параметрами рабочего тела: Р1 = 0,095 МПа, температурой t1 = 40°С, конечным давлением Р2 = 0,31 МПа, с заданной степенью предварительного расширения ρ = v3/v2 = 2,0.
Определить:
– количество подведённого и отведённого тепла;
– работу сжатия и расширения;
– полезную работу и термический КПД цикла;
– сравнить КПД заданного цикла с КПД циклом Карно, протекающего в тех же пределах температур Тmax и Тmin.
Рабочее тело – воздух. Теплоёмкость считать постоянной. Изобразить цикл в Р, v- и Т, s- диаграммах (без масштаба).

Задача 3.
Стенка стальной трубы толщиной S1 = 2 мм с коэффициентом теплопроводности λ1 = 50 Вт/(м·К) омывается с внутренней стороны горячей водой с температурой t1 =180°С, снаружи – воздухом с температурой t2 = 20°С. Трубка изолирована асбестом. Толщина изоляции S2 = 50 мм, коэффициент теплопроводности λ2 = 0,2 Вт/(м·К).
Определить:
 коэффициент теплопередачи k и тепловой поток q от газов к воде, если коэффициент теплоотдачи α1 = 1000 Вт/(м2К) и α2 = 20 Вт/(м2К);
 внутреннюю температуру стенки;
 наружную температуру изоляции.
При расчёте стенку считать плоской. Изобразить график изменения температуры для изолированной стенки.