Задача 1.4. Ввиду вредного влияния оказываемого ртутными парами на человеческий организм при пользовании ртутными манометрами над уровнем жидкой ртути обычно наливается слой воды, препятствующий выделению паров ртути. Определить абсолютное давление в сосуде, если высота ртутного столба в U-образном манометре (рис. 3) составляет hрт, высота столба воды над ним hв и атмосферное давление B. Численные значения величин приведены в табл. 1.4.
Таблица 1.4.
| Величины | № варианта | |
| 6 | ||
| hрт, мм | 120 | |
| hв, мм | 531 | |
| B, бар | 0,95 | |
Задача 2.4. При испытании двигателей для определения мощности необходимо их тормозить (рис. 6). При этом работа, произведенная двигателем, расходуется на преодоление сил трения и превращается в теплоту, часть которой (примерно 20 %) рассеивается в окружающей среде, а остальная часть отводится охлаждающей тормоз водой. Сколько воды необходимо подводить к тормозу за 1 ч, если крутящий момент на валу Мкр, частота вращения n, а допустимое повышение температуры воды Dt. Теплоемкость воды принять равной ср = 4,19 кДж/(кг×К). Данные в табл. 2.4.
Примечание. Мощность двигателя, Вт, рассчитывается по формуле N=2pnМкр/60, где n – об/мин, Мкр – Дж.
Таблица 2.4
| Величины | № варианта | |
| 6 | ||
| Мкр, кДж | 5 | |
| n, об/мин | 1650 | |
| Dt, К | 37 | |
Задача 3.4. Найти газовую постоянную, удельный объем газовой смеси и парциальные давления ее составляющих, если общее давление смеси pсм, а объемный состав ее следующий: углекислый газ r1, угарный газ r2, водяной пар r3, кислород r4, азот r5. Значения данных в табл. 3.4.
Таблица 3.4
| Величины | № варианта | |
| 6 | ||
| pсм, кПа | 290 | |
| r1, % | 16 | |
| r2, % | 50 | |
| r3, % | 25 | |
| r4, % | 4 | |
| r5, % | 5 | |
Задача 4.4. Воздух объемом V1 при давлении p1 и температуре t1 сжимают до давления p2 и объема V2. Определить конечную температуру, показатель политропы, работу сжатия, количество отведенной теплоты и изменение внутренней энергии. Представить процесс сжатия в диаграммах pv и Ts. Значения данных приведены в табл. 4.4.
Таблица 4.4
| Величины | № варианта | |
| 6 | ||
| V1, м3 | 4 | |
| p1, МПа | 0,38 | |
| t1, °С | 10 | |
| p2, МПа | 1,7 | |
| V2, м3 | 2,3 | |
Задача 5.4. 1 кг газа сжимается от начальных давления p1 и температуры t1 до конечных давления p2 и температуры t2. Вычислить изменение энтропии. Теплоемкость считать постоянной. Представить процесс в диаграммах pv и Ts. Значения данных приведены в табл. 5.4.
Таблица 5.4
| Величины | № варианта | |
| 6 | ||
| Газ | CO2 | |
| p1, МПа | 0,18 | |
| t1, °С | 18 | |
| p2, МПа | 0,7 | |
| t2, °С | 109 | |
Задача 6.4. Этиловый спирт нагревается в трубном пространстве одноходового кожухотрубчатого теплообменника от t21 до t22. Противотоком в межтрубном пространстве течет вода, которая охлаждается от t11 до t12. Теплообменник с кожухом 400 мм состоит из 111 стальных труб диаметром 25´2 мм. Скорость этилового спирта в трубах w. Коэффициент теплоотдачи для воды 840 Вт/(м2×К), суммарная тепловая проводимость загрязнений со стороны спирта и воды 1700 Вт/(м2×К), средняя температура поверхности загрязнения, соприкасающегося со спиртом tст. Определить требуемую площадь поверхности теплообмена. Значения данных приведены в табл. 6.4.
Таблица 6.4
| Величины | № варианта | |
| 6 | ||
| t21, °C | 16 | |
| t22, °C | 48 | |
| t11, °C | 97 | |
| t12, °C | 43 | |
| w, м/с | 1,4 | |
| tст, °C | 38 | |