Chương 1 Bài 1:
Một bình kín có thể tích 500 lít chứa không khí, áp suất tuyệt
đối 2 bar, nhiệt độ 200C. Sau khi lấy ra sử dụng một phần,
nhiệt độ không thay đổi, độ chân không trong bình bằng
420mmHg, áp suất khí quyển bằng 768mmHg. Biết μ không
khí bằng 29, hãy tính lượng không khí lấy ra sử dụng. Giải:
V = const = 500 lít = 0,5 m3.
t = const = 200C => T = 20 + 273,15 = 293,15 K. p = 2 bar = 2.105 Pa.
Tính áp suất khí còn lại p = p – p ck k 2
(xem biểu đồ Quan hệ giữa các loại áp suất - slide 14, Chương 1) p = p – p 2 k ck
= 768 – 420 = 348 mmHg = 133,322.348 Pa.
G: Lượng khí chứa trong bình
G : Lượng khí lấy ra sử dụng 1 G : Lượng khí còn lại 2
Tính lượng khí chứa trong bình G = 2.105.0,5
p.V = G.R.T => pV = RT (8314/ 29)293,15
Tính lượng khí còn lại p V 133,322.348.0,5 => G = 2 2 = RT (8314 / 29)293,15
=> G = G – G 1 2 Bài 2:
Piston chuyển động trong xi lanh chứa khí lý tưởng có áp
suất dư ban đầu 0,2at. Khi piston dịch chuyển về phía sau, độ
chân không của khí là 600 mmHg. Áp suất khí quyển đo bằng
chiều cao cột thủy ngân quy về 0oC là 78 mm và nhiệt độ khí
không đổi. Hỏi thể tích khí tăng lên mấy lần? Giải:
p = 0,2 at = 0,2.0,981.105= 19620 Pa. d
p = 600 mmHg = 133,322.600 Pa. ck
p = 780 mmHg = 133,322.780 Pa. k t = const.
p = p + p = 19620 + 133,322.780 Pa. 1 d k
p = p – p = 133,322.780 - 133,322.600 Pa. 2 k ck GRT p.V = G.R.T => V = p GRT V 19620 + 133,322.780 2 p p 2 1 = = = GRT p 133,322.780 - 133,322.600 V 2 1 p1 Bài 3:
Khí N2 ở điều kiện nhiệt độ 1270C, áp suất dư 2bar. Biết áp
suất khí quyển là 1bar. Tính thể tích riêng v(m3/kg) của khí nitrogen. Giải:
t = 127 0C => T = 127 + 273,15 = 400,15 K. p = 2 bar = 2.105 Pa. d p = 1 bar = 105 Pa. k
p = p +p = 2.105 + 105 = 3.105 Pa. d k 8314
Đối với khí nitrogen: R = = R 28 µ µ
p.V = G.R.T hoặc p.v=R.T RT => v = p
v = 8314.400,15 28.3.105 Chương 2 Bài 1.
Trong bình kín có thể tích 100lít chứa không khí ở
nhiệt độ 00C và áp suất 760mmHg. Hãy xác định
nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng lên 2000C. Coi
nhiệt dung riêng phụ thuộc nhiệt độ theo đường
thẳng c =0,7088+0,00009299.t (kJ/kg.độ). v Giải: V1 = V2 = 100 lít = 0,1 m3 t1 = 00C => T1 = 273,15 K.
p1 = 760 mmHg = 133,322.760 Pa t = 2000C => T = 473,15 K 2 2 c = 0,7088+0,00009299.t v
Tính khối lượng không khí chứa trong bình kín p V 133,322.760.0,1
p.V = G.R.T => G = 1 1 = = 0,12939kg RT (8314 / 29).273,15 1
Tính nhiệt dung riêng đẳng tích
c = 0,7088+(0,00009299).200 = 0,727398 kJ/kg.độ v Tính nhiệt lượng riêng
q = c (t – t ) = 0,727398.200 = 145,4796 kJ/kg. v 2 1
=> Q = q.G = 145,4796.0,12939 = 18,82 kJ Bài 2.
Cylinder có đường kính d=400mm chứa lượng
không khí V=0,08m3, áp suất p =3bar, nhiệt độ 1
t =150C. Hỏi lực tác dụng lên piston sẽ tăng lên 1
bao nhiêu nếu không khí nhận nhiệt lượng 80kJ và
piston không chuyển động. Cho c =0,72(kJ/kg.độ). v Giải:
d = 400 mm = 0,4 m => S = πd2/4 = 0,1256 m2. V = V = 0,08 m3. 1 2 p1 = 3 bar = 3.105 Pa.
t = 150C = 273,15+15 = 288,15 K. 1 Q = 80 kJ. c = 0,72 kJ/độ. v
Tính khối lượng không khí chứa trong cylinder 3.105.0,08
p.V = G.R.T => G = = = 0,2905kg p V (8314 / 29).288,15 1 1 RT1
Tính lượng nhiệt/1kg không khí trong cylinder
q = Q/G = 80/0,2905 = 275,365 kJ/kg. Tính t2 q 275,3654
q = (t –t ) t = + t + 15 670,6019K 2 1 2 1 c c v 0,72 = v =