Задачи для самостоятельного решения

1. Покажите на p—v и Т— v диаграммах воды следующие точки: а) р = 0,5 МПа, Т= 432 К; б)р = 0,5 МПа, Т= 500 К; в) р = 25 бар, Т= 500 К; г) р = 0,5 бар, t = 160 °C; л) р = 100 кПа,? = -15°С.

2. При температуре 280 К диоксид углерода С0₂ может находиться в одном из трех агрегатных состояний (твердое, жидкое, газообразное). Укажите диапазоны давлений для каждого состояния.^[1]

4. При температуре 300 К вода может существовать в одном из трех агрегатных состояний (твердое, жидкое, газообразное). Укажите диапазоны давлений для каждого состояния.

5. В каком агрегатном состоянии находится: а) воздух с температурой 21 °C при давлении 2,1 бар; б) аммиак с температурой 150 °C при давлении 5 бар?

6. Определите, в каком состоянии находится вода, если: а) давление равно 100 бар, удельный объем — 0,003 м/кг; б) температура равна 200 °C, удельный объем — 0,1 м/кг; в) давление равно 0,1 бар, температура — 373 К; г) давление равно 0,1 МПа, температура — 460 К.

7. Определите степень сухости: а) водяного пара с температурой 20 °C и удельным объемом 15 м/кг; б) пара аммиака при давлении 11 бар с удельным объемом 0,12 м/кг.

8. Закрытый сосуд с недеформируемыми стенками содержит 60 кг жидкой воды в состоянии насыщения с температурой 95 °C. Определите давление в сосуде и его объем.

9. Закрытый сосуд с недеформируемыми стенками содержит 8 кг воды с температурой 95 °C, при этом 7 кг воды находятся в жидкой фазе, а остальное — пар. Определите давление в сосуде и его объем.

10. В баке объемом 1,5 м содержится 15 кг воды при температуре 170 °C. Чему равно давление в баке?

11. Бак с недеформируемыми стенками содержит пар при давлении 100 бар и температуре 773 К. Объем бака равен 3,1 м. Чему равна масса пара в баке?

12. Бак объемом 300 м заполнен влажным паром при давлении 2 бар. Чему равны массы воды и пара, если степень сухости пара составляет 0,8.

13. Чему равны удельные значения энтальпии и энтропии воды при давлении 3 бар и температуре 300 °C?

14. Вода при давлении 0,2 МПа со степенью сухости пара 0,3 изобарно нагревается на 20 К. Как изменяются степень сухости пара и удельный объем воды?

15. 1 кг аммиака с температурой 293 К находится в сосуде с недеформируемыми стенками. Степень сухости пара аммиака равна ½. Какое количество жидкого аммиака можно удалить из сосуда?

16. Автоклав содержит 2 кг воды с температурой 373 К. Каким будет давление в автоклаве при нагревании воды до 473 К. Объем автоклава равен 1 м.

17. Рассчитайте массу 1 м водяного пара, имеющего степень сухости 0,65, при давлении 10 бар.

18. Чему равна температура воды при давлении 5 бар, если ее удельная энтальпия равна 2890 кДж/кг?

19. Определите, чему равна внутренняя энергия сжатой воды при давлении 50 бар и температуре 85 °C.

20. Вода находится в контейнере с параметрамир = 140 бар, t = 110 °C. Определите удельный объем и удельную энтальпию воды.

21. Определите удельный объем и удельную энтальпию аммиака при температуре 25 °C и давлении 5 бар.

22. Закрытый сосуд с недеформирумыми стенками содержит двухфазную смесь воды и пара при давлении 0,1 МПа. Объем сосуда равен 1 м³, массовая доля пара — 0,5. Система нагревается, и давление становится равным 2 бара. Покажите начальное и конечное состояния на T—v диаграмме, определите температуру и массу пара в начальном и конечном состояниях. При каком давлении вся вода превратится в насыщенный пар?

23. В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находятся 40 г аммиака в состоянии насыщенного пара, при этом давление аммиака равно 1,4 бар. После нагревания температура аммиака становится равной 300 К. Определите объем аммиака в начальном и конечном состояниях и величину работы расширения. Изобразите процесс в координатах р—v и T—v.

24. Теплоизолированный контейнер с недеформируемыми стенками содержит водяной пар в состоянии насыщения с температурой 100 °C. В контейнере находится мешалка, которая вращается до тех пор, пока давление не станет равным 1,6 бар. Определите величину затраченной работы и температуру пара в конечном состоянии.

25. Теплоизолированный контейнер с недеформируемыми стенками содержит 1,5 кг воды и пара с температурой 85 °C. Степень сухости пара равна 0,55. Какое количество энергии необходимо подвести к системе, чтобы обеспечить полное испарение воды?

26. Давление пара в трубе равно 10 бар, температура пара — 300 °C. Пар просачивается через маленькое отверстие в трубе наружу. Как меняется его температура?

27. Чему равен интегральный дроссель-эффект при дросселировании воздуха из состояния с температурой 50 °C и давлением 100 бар в состояние с давлением 1 бар?

[1] Определите наименьшую температуру, при которой вода может существоватьв жидкой фазе.