Bài tập truyền nhiệt hay và kho có lời giải năm 2024

1. bình có thể tích 0,625m3 chứa ôxi với 23 bar, nhiệt độ 280o C. Hãy xác định: - Khối lượng ôxi trong bình, kg ; - Thể tích riêng và khối lượng riêng của ôxi trong bình ở trạng thái đó và trạng thái tiêu chuẩn (p=760mmHg, t = 0o C). - Thể tích ôxi chứa trong bình qui ra điều kiện tiêu chuẩn. Đáp số: G = 10 kg, v = 0,0625 m3 /kg, ρ=16 kg/m3 , vo =0,7m3 /kg, ρo = 1,43 kg/m3 , Vo = 7 m3 .tc GIẢI - Khối lượng không khí: kg10 )273280(x 32 8314 625,0x10.23 T.R V.p G 5 = + == - Thể tích riêng v = V/G = 0,625/10 = 0,0625 m3 /kg. - Khối lượng riêng ρ = 1/v = 1/0,0625 = 16 kg/m3 - Điều kiện tiêu chuẩn: Po = 1,013 bar To = 273 o K 7,0 10.013,1 273x287 p T.R v 5 o o o === ρo = 1/v = 1/0,7 = 1,43 kg/m3 . Vo = G.vo = 10 x 0,7 = 7m3 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Bài 2. Một bình kín chứa không khí có thể tích không đổi 2 m3 áp suất ban đầu p1= 30 bar, nhiệt độ t1= 27o C. Sau khi lấy một ít ra khỏi bình để sử dụng, áp suất trong bình còn 12 bar, nhiệt độ không đổi. Cho biết không khí có µ=29 kg/kmol. Hãy xác định khối lượng không khí đã lấy ra, thể tích riêng không khí trong bình trước và sau khi lấy ra sử dụng. Đáp số: G1 = 70 kg, G2 = 28 kg , ∆G = 42kg v1 = 0,029 m3 /kg, v2 = 0,0714 m3 /kg GIẢI 1
2. không khí ban đầu trong bình kg70 )27327(x287 2x10.30 RT V.p G 5 1 1 = + == - Khối lượng không khí trong bình sau khi đã sử dụng kg28 )27327(x287 2x10.12 RT V.p G 5 2 2 = + == - Khối lượng đã lấy đi ∆G = G1 – G2 = 70 – 28 = 42 kg - Thể tích riêng ban đầu và cuối quá trình v1 = V/G1 = 2/70 = 0,029 m3 /kg. v2 = V/G2 = 2/28 = 0,0714 m3 /kg - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Câu 3. Một bình kín chứa 0,5m3 không khí ở p1 = 2 bar, t1 = 20o C. Sau khi lấy một ít, trong bình có độ chân không pck = 420mmHg mà nhiệt độ không đổi, biết áp suất khí quyển 768mmHg. Xác định lượng không khí trong bình trước và sau khi lấy ra, lượng khí đã lấy. Đáp số: G1 = 1,19 kg, G2 = 0,28 kg , ∆G = 0,91kg GIẢI - Ap suất tuyệt đối của không khí trong bình sau khi đã lấy một ít ra sử dụng: bar464,0bar 750 348 mmHg348420768pBp ck2 ===−=−= - Lượng môi chất trong bình ban đầu kg19,1 )27320(x287 5,0x10.2 RT V.p G 5 1 1 = + == - Khối lượng không khí trong bình sau khi đã sử dụng kg28,0 )27320(x287 5,0x10.464,0 RT V.p G 5 2 2 = + == - Khối lượng đã lấy đi ∆G = G1 – G2 = 1,19 – 0,28 = 0,91 kg - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Câu 4. Một khinh khí cầu có thể tích 1000m3 chứa H2 thả vào khí quyển. Tính lực nâng khinh khí cầu tại mặt đất nếu biết áp suất và nhiệt độ không khí và khí H2 trong khinh khí cầu bằng nhau p=1bar và nhiệt độ t = 27o C. Biết gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2 , coi khối lượng vỏ khinh khí cầu không đáng kể. Bií́t qui luật thay đổi mật độ theo độ cao : ρ=ρo – 0,0005.h (kg/m3 ) ρo – Mật độ không khí tại mặt đất (h=0m) và h là độ cao (m). Xác định độ cao cực đại mà khinh khí cầu đạt được. Đáp số: F=10.607 N GIẢI 2
3. chịu tác động của hai lực - Lực nâng F1: Có giá trị bằng trọng lực của không khí mà nó chiếm chổ - Trọng lực F2 hướng xuống của khối không khí H2. ) R 1 R 1 ( T g.V.p g. T.R V.p T.R V.p g).mm(FFF 2121 2121 −=      −=−=−=∆ Thay vào ta có: N10607) 8314 2 8314 29 ( )27327( 81,9x1000x10 F 5 =− + =∆ - Khi đạt độ cao cực đại lực nâng và trọng lực cân bằng. Trọng lực luôn luôn không đổi, nhưng lực nâng giảm dần theo độ cao vì mật độ không khí loãng dần. Ở độ cao cực đại: F’1 = F2 Từ đó suy ra: m’1 = m2 hay: ρ = ρH2 hay T.R p h.0005,0 T.R p 21 =− hay m2165) 8314 2 8314 29 ( 300 10 . 0005,0 1 ) R 1 R 1 ( T p . 0005,0 1 h 5 21 =−=−= - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Cđu 4: Một xy lanh chứa không khí có thể tích ban đầu V1=3m3 , nhiệt độ t1=27o C, diện tch bề mặt tiết diện ngang xy lanh S=0,5m2 . Lực tác động lên pittông không đổi F= 75000N. Cung cấp cho không khí nhiệt lượng Q = 525 kJ. Hỏi: - Áp suất và khối lượng không khí trong bnh. - Nhiệt độ không khí sau khi cấp nhiệt . - Quảng đường mà pittông dịch chuyển sau khi cấp nhiệt. V=3m3 t1=27oC F=75000N 0,5m2 x Giải: - Ap suất bên trong xi lanh bar5,1m/N10.5,1 5,0 75000 S F p 25 ==== - Khối lượng không khí trong bình: 3
4. một chất khí lý tưởng có hằng số R=200 J/kg.K và số mủ đoạn nhiệt k = 1,4 , đựng trong một bình kín với thể tích 0,3m3 . Ở nhiệt độ t1 = 27o C, áp suất khối khí p1=3 bar. Đốt nóng khối khí đến áp suất p2=6 bar. a. Biểu thị quá trình thay đổi trạng thái trên đồ thị p-v và T-S; b. Xác định khối lượng môi chất trong bình, G (kg); c. Nhiệt độ cuối quá trình t2 (o C); d. Nhiệt lượng cung cấp cho khối khí Q ; e. Xác định độ biến thiên ∆U, ∆I, Lkt Đáp sô : G = 1,5 kg ; t2 = 327o C ; Q = 225.000 J ∆U = Q = 225.000 J ; ∆I = 315.000 J ; Lkt = - 90.000 J GIẢI a). Biểu diễn trên đồ thị p-v và T-s Đây là quá trình đẳng tích 1 2 p1 v1=v2 P, N/m2 v, m3/kg p2 lKT s, J/kg.K T, K q=∆u 1 2 s2 s1 T1 T2 (Vẽ giống bản vẽ này nhưng đổi điểm 1 cho điểm 2 và ngược lại) Khối lượng không khí trong bình : kg5,1 )27327(x200 3,0.10.3 T.R V.p G 5 = + == - Nhiệt độ cuối quá trình K600 3 6 ).27327( p p .TT o 1 2 12 =+== - Quá trình đẳng tích 225000)300600( 14,1 200 .5,1)TT( 1k R .G)TT(C.GUQ 1212v =− − =− − =−=∆= ∆I = k.∆U = 1,4 x 225000 = 315000 J Lkt = Q - ∆I = 225000 - 315000 = -90.000 J - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4
5. bóng đèn điện chứa N2 khi chưa sáng nhiệt độ bên trong đồng đều và bằng 25o C, độ chân không 200 mmHg. Khi sáng ổn định nhiệt độ phần cầu 160oC, phần trụ 70oC. Biết thể tích phần cầu 90cm3 và phần trụ 15cm3. Xác định áp suất lúc sáng, biết áp suất khí quyển 760mmHg. Giải: - Lúc chưa sáng : oo T.R.GV.p = hay o o T.R V.p G = - Lúc đốt sáng : + Phần cầu 111 T.R.GV.p = hay 1 1 1 T.R V.p G = + Phần trụ 222 T.R.GV.p = hay 2 2 2 T.R V.p G = Ta có: G = G1 + G2 Suy ra mmHg780 333 15 433 90 298 105 ).200760( T V T V T V .pp 2 2 1 1 o o = + −= + = Câu 6. Đốt nóng 02 kg khí O2 (µ = 32 kg/kmol , k=1,4) trong điều kiện áp suất không đổi p=5 bar từ nhiệt độ t1=27o C đến t2=127o C. a. Biểu thị quá trình trên đồ thi p-v và T-S b. Xác định thể tích của O2 ở trạng thái đầu và cuối c. Xác định Q, ∆I , ∆U, Lkt, L Đáp số : V1 = 0,312 m3 ; V2 = 0,416 m3 Q = ∆I = 182 000 J ; ∆U = 130 000 J ; Lkt = 0 ; L = 52 000 J GIẢI 1 2 p1=p2 v1 P, N/m2 v, m3/kg l12 s, J/kg.K T, K q=∆i 2 1 s1 s2 T2 T1 v2 - Thể tích riêng trạng thái đầu 3 5 1 1 m312,0 10.5 )27327.( 32 8314 .2 p T.R.G V = + == 5
6. Quá trình đẳng áp nên )300400( 32 8314 . 14,1 4,1 .2)TT(R. 1k k G)TT.(C.GIQ 1212p − − =− − =−=∆= = 182.000 J J000.130 4,1 182000 k I U == ∆ =∆ L = Q - ∆U = 182.000 - 130.000 = 52.000 J Lkt = 0 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Câu 7. Có 12 kg không khí ở nhiệt độ 27o C, áp suất tuyệt đối p = 6bar, giãn nở đẳng nhiệt để thể tích tăng 4 lần. a. Biểu thị quá trình trên đồ thị p-v và T-S b. Xác định các thông số trạng thái cuối c. Xác định Q, ∆I , ∆U, Lkt, L, ∆S Đáp số : v2 = 0,574 m3 /kg ; p2 = 1,5 bar ; T2 = 300 o K Q = L = Lkt = 1.432.319 J ; ∆U = ∆I = 0 ; ∆S = 4774 J/K GIẢI 1 2 p1 v1 P, N/m2 v, m3/kg s, J/kg.K T, K q=T.∆s 21 s1 s2 T1=T2 v2 p2 l12 lKT - Thể tích riêng trạng thái đầu kg/m1435,0 10.6 )27327(x287 p T.R v 3 5 1 1 = + == - Thể tích trạng thái cuối v2 = 4.v1 = 4 x 0,1435 = 0,574 m3 /kg - Ap suất trạng thái cuối bar5,1 4 6 4 p v v .pp 1 2 1 12 ==== - Quá trình đẳng nhiệt : 6
7. = 0 319.432.14ln)27327(x287x12 v v ln.T.R.GLLQ 1 2 kt =+==== , J 47744ln287x12 v v ln.R.GS 1 2 ===∆ , J/K - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Câu 8. Giãn nở đoạn nhiệt 2kg không khí từ t1 = 327o C , p1 = 10 bar đến p2 = 1 bar. a. Biểu diễn quá trình trên đồ thị p-v và T-S b. Xác định các thông số trạng thái cơ bản trạng thái cuối c. Xác định Q, ∆I , ∆U, Lkt, L, ∆S Đáp số : v2 = 0,9 m3 /kg ; T2 = 313o K ; Q = 0, ∆S = 0 L = - ∆U = 411.845 J Lkt = - ∆I = 576.583J GIẢI l12 v, m3/kg v1 v2 s1=s2 p1 lKT p2 P, N/m2 T1 1 2 2 1 T, K s, J/kg.K T2 Ta có: 1k k 1 2 1 2 ) T T ( p p − = Suy ra: K3111,0).273327() p p .(TT o4,1 14,1 k 1k 1 2 12 =+== −− kg/m9,0 10 311x287 p RT v 3 5 2 2 2 === Quá trình đoạn nhiệt nên Q = 0 và L = -∆U; Lkt = -∆I 715.414)600311( 14,1 287 x2)TT( 1k R G)TT(C.GU 1212v −=− − =− − =−=∆ J L = 414.715 ∆I = k. ∆U = - 1,4 x 414.715 = -580.601 J = - Lkt 7
8. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Câu 9. Nén đa biến 01 kg không khí n=1,2 từ t1=20o C , p1 = 0,981 bar đến p2= 7,845 bar a. Biểu diễn quá trình trên đồ thị p-v và T-S b. Xác định các thông số trạng thái cơ bản trạng thái cuối c. Xác định Q, ∆I , ∆U, Lkt, L Đáp số : v2 = 0,15 m3 /kg ; T2 = 414o K , Q = -87 kJ L = - 174 kJ ; ∆U = 87 kJ Lkt = - 208,8 kJ ; ∆I = 121,8 kJ GIẢI a). b). - Nhiệt độ trạng thái cuối K414) 981,0 845,7 ).(27320() p p .(TT o2,1 12,1 n 1n 1 2 12 =+== −− - Thể tích riêng trạng thái cuối kg/m15,0 10.845,7 414x287 p T.R v 3 5 2 2 2 === - Biến thiên nội năng và entanpi 000.87)293414( 14,1 287 x1)TT( 1k R G)TT(C.GU 1212v =− − =− − =−=∆ J ∆I = k. ∆U = 1,4 x 87.00 = 121.800 J - Nhiệt lượng Q, L, Lkt )TT( 1n kn . 1k R G)TT( 1n kn GC)TT(GCQ 1212v12n − − − − =− − − =−= 000.87)293414( 12,1 4,12,1 . 14,1 287 x1Q −=− − − − = J L = Q - ∆U = -87.000 - 87.000 = -174.000 J Lkt = Q - ∆I = -87.000 - 121.800 = -208.800 J - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Câu 10: Cho 1,0 kg không khí (R=287 J/kg.K và k=1,4) thực hiện quá trình đa biến từ trạng thái ban đầu với p1=10 bar và t1 = 307o C. Sau quá trình không khí nhận nhiệt lượng q=200 kJ/kg và sinh công l = 400 kJ/kg. - Xác định chỉ số đa biến n và các thông số trạng thái cơ bản (p, v và T) trạng thái cuối. 8 Tải bản FULL (file word 16 trang): bit.ly/3oMxDFi Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net
9. biến thiên entrôpi ∆s. - Biểu diễn quá trình trên đồ thị p-v và T-s. Đáp án: TT Nội dung 1 - Công và nhiệt lượng trong quá trình đa biến )TT.( 1n k1 .Cl 12v − − − = , )TT.( 1n kn .Cq 12v − − − = 2 - Xác định chỉ số đa biến 2,14,1)4,11( 400 200 k)k1.( l q n =+−=+−= 3 - Xác định nhiệt dung riêng đẳng tích 5,717 4,0 287 1k R Cv == − = J/kg.K - Nhiệt độ cuối quá trình: 301 4,12,1 12,1 . 7175,0 200 580 kn 1n . C q TT v 12 = − − += − − += o K 4 - Áp suất cuối p2: 195,0) 580 301 .(10) T T .(pp 12,1 2,1 1n n 1 2 12 === −− bar 5 - Thể tích riêng trạng hái đầu và cuối : + 166,0 10 580x287 p T.R v 6 1 1 1 === m3 /kg + 41,4) 301 580 .(166,0) T T .(vv 12,1 1 1n 1 2 1 12 === −− m3 /kg 6 - Xác định ∆s : 471,0 580 301 ln 12,1 4,12,1 .7175,0 T T ln 1n kn Cs 1 2 v = − − = − − =∆ kJ/kg.K 7 - Biểu diễn trên các đồ thị p-v và T-s Câu 11: Cho vách phẳng 02 lớp - Lớp 1 : Gạch thẻ có bề dày δ1=200mm, λ1=0,4 W/m.K ; - Lớp 2 : Vửa xi măng có bề dày δ2=100mm, λ2=0,2 W/m.K; - Nhiệt độ các bề mặt ngoài cùng : tW1 = 150o C và tW3 = 50o C Xác định : - Mật độ dòng nhiệt qua vách q - Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc của 2 lớp tW2 - Nhiệt độ tâm của các lớp t1 và t2 Đáp số : - Mật độ dòng nhiệt : q = 100 w/m2 , tw2 = 100o C, t1 = 125o C, t2= 75o C GIẢI 9 Tải bản FULL (file word 16 trang): bit.ly/3oMxDFi Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net
10. dòng nhiệt 100 2,0 1,0 4,0 2,0 50150tt q 2 2 1 1 3w1w = + − = λ δ + λ δ − = , w/m2 - Nhiệt độ vách tw2 C100 4,0 2,0 .100150.qtt o 1 1 1w2w =−= λ δ −= - Nhiệt độ tâm lớp 1: t1 = (tw1+tw2)/2 = 125 o C - Nhiệt độ tâm lớp 2: t2 = (tw2+tw3)/2 = 75 o C - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Câu 12. Cho vách trụ 2 lớp + Lớp trong d1/d2 = 80/120 mm , λ1 = 0,5 w/m.K , tw1 = 200o C. + Lớp ngoài d2/d3 = 120/160 mm , λ2 = 0,2 w/m.K, tw3 = 50o C. Xác định : - Dòng nhiệt qua 1 m chiều dài vách ql - Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc của 2 lớp tW2 Đáp số : + ql = 419 W/m , tw2 = 186o C GIẢI - Dòng nhiệt tính cho 1m chiều dài 419 ] 2,0 120/160ln 5,0 80/120ln [ 14,3x2 1 50200 d d ln 2 1 d d ln 2 1 tt q 2 3 21 2 1 3w1w l = + − = πλ + πλ − = w/m - Nhiệt độ bề mặt ngăn cách C186 80 120 ln 5,0x14,3x2 1 .419200 d d ln. .2 1 .qtt o 1 2 1 l1w2w =−= πλ −= - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Câu 13. Có một ống thép có đường kính d1/d2 = 100/110mm, hệ số dẫn nhiệt λ1 = 50 W/m.K, được phủ hai lớp cách nhiệt có bề dày như nhau δ2 = δ3 = 50mm. Nhiệt độ mặt trong tw1 = 250o C và mặt ngoài của lớp cách nhiệt thứ hai tw4 = 50o C. Hệ số dẫn nhiệt của lớp thứ nhất và thứ hai lần lượt là λ2 = 0,06 W/m.K và λ3 = 0,12 W/m.K a). Xác định tổn thất nhiệt qua một mét ống và nhiệt độ trên bề mặt tiếp xúc giữa hai lớp cách nhiệt tw3 b). Nếu đổi vị trí hai lớp cách nhiệt thì tổn thất nhiệt và nhiệt độ tiếp xúc giữa hai lớp cách nhiệt là bao nhiêu, nếu các điều kiện khác không đổi. Đáp số: a). ql = 89 W/m ; tw3 = 97 o C ; b). ql = 105,5 W/m ; tw3 = 159 o C ; 10 3446525

Bài tập truyền nhiệt hay và kho có lời giải năm 2024

Bài Viết Liên Quan

Quảng Cáo

Có thể bạn quan tâm

Toplist được quan tâm

Quảng cáo

Xem Nhiều

Quảng cáo

Chúng tôi

Điều khoản

Trợ giúp

Mạng xã hội