Termodinamik 1: alıştırma soruları ve sınav soruları

Birinci yasa, ideal gazlar, enerji dengeleri ve ısı makineleri, soğutucular ve ısı pompaları için ikinci yasanın sınırları. Sınav hatalarının çoğu fizikten değil, birimlerden ve sıcaklıklardan kaynaklanır.

Bu derse ücretsiz çalışBu dersi çalışDeneme sınavına girHer gün 5 ücretsiz soru. Kart gerekmez.

Hızlı tekrar paketi (PDF)Formül kâğıtları, yöntem adımları ve tam çözümlü alıştırma soruları, yazdırmaya hazır.

Bu dersteki konular

  1. İdeal gaz yasasın, V, T’den P · kütleden · hal değişimi veya yoğunlukhesaplamalar
  2. Enerji denkliğibir akımın ısıtılması · ısı değiştirici · ısı kayıplı değiştiricihesaplamalar
  3. Isı makineleri ve soğutucularçevrim için birinci yasa · Carnot sınırı · buzdolapları ve ısı pompalarıhesaplamalar
  4. Gaz güç çevrimleriOtto çevrimi · Diesel çevrimi · Brayton çevrimihesaplamalar

Termodinamik 1 için sınav ipuçları

  • Gaz yasalarında ve her Carnot veya COP formülünde mutlak sıcaklık (K) kullanın.
  • Enerji dengesini önce sözcüklerle yazın: giren eksi çıkan, değişime eşittir.
  • Aynı iki sıcaklık arasında bir ısı pompasının COP’si, bir soğutucununkinden her zaman tam olarak 1 fazladır.

Çözümlü örnekler

İdeal gaz yasasıKolay
n = 5 molV = 15 LT = 30 °CP = ?

Rijit bir tank ideal gaz içeriyor. Basıncı P değerini bulun.

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

İstenen: P (kPa)

İpuçlarını göster
  1. Mutlak sıcaklıkla (K) PV = nRT kullanın.
  2. Birimler: V m³ ve R = 8,314 iken P, Pa çıkar. 1 L = 0,001 m³.
  3. T = 303,1 K.
Cevabı ve adım adım çözümü göster

İdeal gaz yasası: PV = nRT; mutlak sıcaklıkla (K) ve R ile uyumlu birimlerle.

Birimleri çevirin

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

İdeal gaz yasası

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

Cevap

P = 840,1 kPa
Enerji denkliğiOrta
sıcak tarafsoğuk tarafglikol karışımı · 150 °C120 °Csu · 15 °Ct = ? °C

Sıcak glikol karışımı, ısı kaybı olmayan ters akışlı bir ısı değiştiricide suyu soğutuyor. Suyun çıkış sıcaklığı tout değerini bulun.

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

İstenen: tout (°C)

İpuçlarını göster
  1. Sıcak akımın verdiği ısı, soğuk akımın aldığı ısıya eşittir.
  2. Önce Q’yu sıcak taraftan bulun, çünkü her iki sıcaklığını da biliyorsunuz.
  3. Q = 108 kW.
Cevabı ve adım adım çözümü göster

Değiştirici enerji denkliği: kayıp yokken ṁhcp,h(Th,in − Th,out) = ṁccp,c(tout − tin).

Sıcak akımın verdiği ısı

Q = 1·3,6·(150 − 120) = 108 kW

Suyun aldığı ısı

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

Cevap

tout = 40,84 °C

Çalışma nasıl işler

  • “Bu dersi çalış”, gerçek bir sınavdaki gibi tüm konulardan karışık sorular getirir.
  • Her soruda yeni değerler olur; böylece bir cevabı değil, yöntemi öğrenirsiniz.
  • Takıldınız mı? Önce küçük bir ipucu açın, tam açıklamayı ise yalnızca gerektiğinde.
  • Deneme sınavları süreli ve ipuçsuzdur; sonunda puanınızı ve tam bir değerlendirmeyi görürsünüz.

Bu dersin hesaplayıcıları

Carnot verimi ve COP hesaplayıcıİdeal gaz yasası hesaplayıcıOtto ve Brayton çevrimi verimi hesaplayıcıBirleşik gaz yasası hesap makinesi (Boyle, Charles ve Gay-Lussac)

İlgili dersler

Mühendislik FiziğiFE Mechanical sınav hazırlığıKütle ve Enerji DenklikleriFE Chemical sınav hazırlığıGenel KimyaStatikMukavemetDinamik
Bu derse ücretsiz çalışBu dersi çalışDeneme sınavına girHer gün 5 ücretsiz soru. Kart gerekmez.