Termodinamika 1: uždaviniai ir egzamino klausimai

Pirmasis termodinamikos dėsnis, idealiosios dujos, energijos balansai ir antrojo dėsnio ribos šiluminiams varikliams, šaldytuvams ir šilumos siurbliams. Daugelis egzamino klaidų kyla dėl vienetų ir temperatūrų, o ne dėl fizikos.

Praktikuokitės šiame kurse nemokamaiPraktikuotis šiame kurseLaikyti bandomąjį egzaminąKasdien nemokamų uždavinių: 5. Kortelės nereikia.

Pasiruošimo paketas (PDF)Formulių lapai, metodų žingsniai ir uždaviniai su pilnais sprendimais, paruošti spausdinti.

Šio kurso temos

  1. Idealiųjų dujų dėsnisP iš n, V, T · iš masės · būsenos pokytis arba tankisskaičiavimai
  2. Energijos balansassrauto šildymas · šilumokaitis · šilumokaitis su nuostoliaisskaičiavimai
  3. Šiluminiai varikliai ir šaldytuvaipirmasis dėsnis ciklui · Karno riba · šaldytuvai ir šilumos siurbliaiskaičiavimai
  4. Dujų galios ciklaiOto ciklas · Dyzelio ciklas · Braitono ciklasskaičiavimai

Egzamino patarimai: Termodinamika 1

  • Dujų dėsniuose ir kiekvienoje Karno ar COP formulėje naudokite absoliučiąsias temperatūras (K).
  • Pirmiausia užrašykite energijos balansą žodžiais: tai, kas įeina, minus tai, kas išeina, lygu pokyčiui.
  • Tarp tų pačių dviejų temperatūrų šilumos siurblio COP visada lygiai 1 didesnis už šaldytuvo COP.

Išspręsti pavyzdžiai

Idealiųjų dujų dėsnisLengvas
n = 5 molV = 15 LT = 30 °CP = ?

Standžiame inde yra idealiųjų dujų. Raskite jų slėgį P.

n = 5 molV = 15 LT = 30 °CR = 8,314 J/(mol·K)

Raskite P (kPa)

Rodyti užuominas
  1. Naudokite PV = nRT su absoliučiąja temperatūra (K).
  2. Vienetai: kai V m³ ir R = 8,314, P gaunamas Pa. 1 L = 0,001 m³.
  3. T = 303,1 K.
Rodyti atsakymą ir sprendimą žingsnis po žingsnio

Idealiųjų dujų dėsnis: PV = nRT, su absoliučiąja temperatūra (K) ir R atitinkančiais vienetais.

Perskaičiuokite vienetus

T = 30 + 273,15 = 303,1 K
V = 15 L = 0,015 m³

Idealiųjų dujų dėsnis

P = nRT/V = 5·8,314·303,1/0,015 = 840130 Pa = 840,1 kPa

Atsakymas

P = 840,1 kPa
Energijos balansasVidutinis
karštoji pusėšaltoji pusėglikolio mišinys · 150 °C120 °Cvanduo · 15 °Ct = ? °C

Karštas skystis (glikolio mišinys) aušina vandenį priešpriešinio srauto šilumokaityje be šilumos nuostolių. Raskite vandens išėjimo temperatūrą tout.

ṁh = 1 kg/scp,h = 3,6 kJ/(kg·K)Th: 150 → 120 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 15 °C

Raskite tout (°C)

Rodyti užuominas
  1. Karštojo srauto atiduota šiluma lygi šaltojo srauto gautai šilumai.
  2. Pirmiausia raskite Q iš karštosios pusės, nes žinote abi jos temperatūras.
  3. Q = 108 kW.
Rodyti atsakymą ir sprendimą žingsnis po žingsnio

Šilumokaičio energijos balansas: be nuostolių ṁhcp,h(Th,in − Th,out) = ṁccp,c(tout − tin).

Karštojo srauto atiduota šiluma

Q = 1·3,6·(150 − 120) = 108 kW

Vandens gauta šiluma

tout = tin + Q/(ṁccp,c) = 15 + 108/(1·4,18) = 40,84 °C

Atsakymas

tout = 40,84 °C

Kaip vyksta praktika

  • „Praktikuotis šiame kurse“ maišo uždavinius iš visų kurso temų, kaip tikrame egzamine.
  • Kiekviename uždavinyje naujos reikšmės, todėl išmokstate metodą, o ne atsakymą.
  • Strigote? Pirmiausia atverkite nedidelę užuominą, o visą paaiškinimą – tik kai jo prireiks.
  • Bandomieji egzaminai yra riboto laiko ir be užuominų, o pabaigoje gaunate rezultatą ir išsamią peržiūrą.

Šio kurso skaičiuoklės

Karno naudingumo koeficiento ir COP skaičiuoklėIdealiųjų dujų dėsnio skaičiuoklėOto ir Braitono ciklų naudingumo koeficiento skaičiuoklėJungtinio dujų dėsnio skaičiuoklė (Boilis, Šarlis ir Gėjus-Liusakas)

Susiję kursai

Fizika inžinieriamsFE Mechanical egzamino praktikaMedžiagų ir energijos balansaiFE Chemical egzamino praktikaBendroji chemijaStatikaMedžiagų mechanikaDinamika
Praktikuokitės šiame kurse nemokamaiPraktikuotis šiame kurseLaikyti bandomąjį egzaminąKasdien nemokamų uždavinių: 5. Kortelės nereikia.