BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CƠ KHÍ TỔNG HỢP CÁC BÀI TIỂU LUẬN Từ trang 111-164 Số trang: 111-113 CHƯƠNG CÁC ĐẶT TÍNH CỦA CHẤT TINH KHIẾT Chúng bắt đầu chương với việc giới thiệu khái niệm vật lý q trình thay đổi pha Chúng tơi sau minh hoạ chất tinh khiết thảo luận cô đặc sơ đồ tài sản khác PVT bề mặt chất tinh khiết Sau chứng minh việc sử dụng tài sản bàn, chất giả thuyết khí lý tưởng lý tưởng khí phương trình trạng thái thảo luận Các yếu tố nén, chiếm độ lệch khí thật lý tưởng-ga hành vi, giới thiệu, số phương trình tiếng nhà nước van der Waals, BeattieBridgeman, Benedict-Webb-Rubin phương trình trình bày Mục tiêu Các mục tiêu chương là: • Giới thiệu khái niệm chất tinh khiết • Thảo luận vật lý trình thay đổi pha • Minh họa sơ đồ tài sản Pv, Tv, PT PVT bề mặt chất tinh khiết • Thể thủ tục để xác định tính chất nhiệt chất tinh khiết từ bảng liệu tài sản • Mơ tả chất giả thuyết "khí lý tưởng" cácphương trình lý tưởng-khí nhà nước • Áp dụng phương trình lý tưởng-khí nhà nước việc giải vấn đề điển hình • Giới thiệu yếu tố nén, chiếm độ lệch khí thực từ hành vi lý tưởng-gas • Hiện số phương trình tiếng nhà nước 3-1 CHẤT NGUYÊN CHẤT Một chất có thành phần hóa học cố định suốt gọi tinh khiết chất Nước, nitơ, helium, carbon dioxide, ví dụ, tất chất tinh khiết Một chất tinh khiết nguyên tố hóa đơn hợp chất, nhiên Một hỗn hợp yếu tố hóa học hợp chất khác đủ điều kiện chất tinh khiết miễn hỗn hợp đồng Air, ví dụ, hỗn hợp nhiều chất khí, thường coi chất tinh khiết có chất hóa học đồng phục thành phần (Hình 3-1) Tuy nhiên, hỗn hợp dầu nước chất tinh khiết Vì dầu khơng hòa tan nước, thu thập đầu trang nước, tạo thành hai khu vực khác mặt hóa học Hỗn hợp A hai hay nhiều giai đoạn chất tinh khiết chất tinh khiết miễn thành phần hóa học tất giai đoạn giống (Hình 3-2) Một hỗn hợp đá nước lỏng, ví dụ, chất tinh khiết hai giai đoạn có thành phần hóa học tương tự Một hỗn hợp khơng khí lỏng khơng khí, khí, nhiên, chất tinh khiết từ thành phần khơng khí hóa lỏng khác từ thành phần khơng khí, khí, hỗn hợp khơng đồng mặt hóa học Điều thành phần khác khơng khí ngưng tụ nhiệt độ khác áp lực định 3-2 GIAI ĐOẠN CỦA MỘT CHẤT NGUYÊN CHẤT Chúng ta biết từ kinh nghiệm chất tồn giai đoạn khác Tại nhiệt độ phòng áp suất, đồng chất rắn, thủy ngân chất lỏng, nitơ chất khí Dưới điều kiện khác nhau, xuất khác pha Mặc dù có ba giai đoạn chính-rắn, lỏng khí-một chất có vài giai đoạn giai đoạn chính, với cấu trúc phân tử khác Carbon, ví dụ, tồn nhưthan chì kim cương chất rắn Helium có hai pha lỏng; sắt có ba giai đoạn rắn Ice tồn bảy giai đoạn khác áp suất cao Một giai đoạn xác định có xếp phân tử riêng biệt mà đồng suốt tách biệt bề mặt ranh giới dễ nhận biết Hai giai đoạn H2O nước đá đại diện cho ví dụ tốt điều Khi nghiên cứu giai đoạn pha nhiệt động lực học, người ta không cần phải quan tâm đến cấu trúc phân tử hành vi khác giai đoạn Tuy nhiên, hữu ích để có số hiểu biết tượng phân tử liên quan giai đoạn, thảo luận ngắn gọn giai đoạn chuyển đổi sau Trái phiếu phân tử mạnh chất rắn yếu chất khí Một lý phân tử chất rắn đóng gói chặt chẽ với nhau, loại khí chúng ngăn cách khoảng cách tương đối lớn Các phân tử chất rắn xếp mơ hình ba chiều (mạng) lặp lặp lại suốt (Hình 3-3) Bởi khoảng cách nhỏ phân tử chất rắn, lực hấp dẫn phân tử khác lớn giữ phân tử vị trí cố định (Hình 3-4) Lưu ý lực hút phân tử chuyển sang lực đẩy khoảng cách phân tử tiếp cận zero, ngăn ngừa phân tử từ chất đống đầu trang khác Mặc dù phân tử chất rắn di chuyển tương nhau, họ liên tục dao động vềvị trí cân họ Vận tốc phân tử dao động phụ thuộc vào nhiệt độ Ở nhiệt độ đủ cao, vận tốc (và đà) phân tử đạt đến điểm nơi mà lực lượng phân tử khắc phục phần nhóm phân tử phá vỡ (Hình 3-5).Đây khởi đầu q trình nóng chảy Khoảng cách phân tử pha lỏng nhiều khác biệt so với pha rắn, trừ phân tử khơng vị trí cố định tương họ xoay dịch tự Trong chất lỏng, lực yếu so với chất rắn, tương đối mạnh so với loại khí Khoảng cách phân tử thường trải qua gia tăng nhẹ chất rắn hóa lỏng, với nước đáng ý ngoại lệ Trong giai đoạn khí, phân tử xa từ khác, trật tự phân tử không tồn Các phân tử khí chuyển cách ngẫu nhiên, liên tục va chạm với tường container họ Riêng mật độ thấp, lực lượng phân tử nhỏ, va chạm chế độ tương tác phân tử Các phân tử pha khí mức lượng cao đáng kể so với họ pha lỏng rắn Do đó, khí phải phát hành số lượng lớn lượng trước ngưng tụ đóng băng 3-3 TIẾN TRÌNH GIAI ĐOẠN THAY ĐỔI CHẤT TINH KHIẾT Có nhiều tình thực tế mà hai giai đoạn chất tinh khiết tồn trạng thái cân Nước tồn hỗn hợp chất lỏng nồi bình ngưng nhà máy điện nước Các chất làm lạnh chuyển từ dạng lỏng thành tủ đông lạnh tủ lạnh Mặc dù nhiều nhà chủ sở hữu xem xét đóng băng nước ống ngầm Số trang: 114-116 113)…quá trình pha thay đổi, ý, phần ta Giai đoạn tập trung vào dạng ẩm hỗn hợp chúng Rất quen thuộc, nước sử dụng để chứng minh nguyên tắc có liên quan Tuy nhiên, nhớ rằng, tất chất tinh khiết có tính đồng Nhiệt Hình 3-6 Ở atm 200C nước tồn thể lỏng Trạng thái lỏng chưa sôi lỏng sơi Khảo sát thiết bị piston xi-lanh có chứa nước lỏng 20° C áp suất atm (trạng thái 1, hình 3-6) Dưới điều kiện này, nước tồn dạng lỏng Giai đoạn gọi trạng thái lỏng chưa sơi, chất lỏng lạnh, điều nghĩa khơng thể bốc Sau nhiệt cấp thêm vào nước nhiệt độ tăng lên đến 400C Khi nhiệt độ tăng lên, thể Nhiệt tích nước tăng theo lượng nhỏ khối lượng tăng lên Sự giãn nở làm piston di Hình 3-7 Ở atm 1000C nước tồn thể lỏng.và chuẩn bị bốc chuyển lên Áp suất xi lanh khơng đổi mức atm q trình phụ thuộc vào áp suất khơng khí bên trọng lượng piston, hai số Nước chất lỏng nén giai đoạn chưa bắt đầu bốc Giai đoạn Tiếp tục cung cấp nhiệt đạt đến 100°C (giai đoạn 2, hình 3-7) Tại thời điểm nước chất lỏng, gia tăng thêm nhiệt nguyên nhân gây bốc Nhiệt Hình 3-8 Khi gia nhiệt nhiều hơn, phần chất lỏng bốc Đây giai đoạn chuẩn bị cho trình thay đổi từ dạng lỏng thành Một chất lỏng bốc gọi lỏng sôi Do đó, giai đoạn giai đoạn lỏng sơi Trạng thái bão hòa khơ nhiệt Khi chất lỏng bắt đầu sôi, nhiệt độ ngừng tăng lên chất lỏng hoàn toàn bốc Nghĩa là, nhiệt độ giữ nguyên suốt trình thay đổi pha áp suất khơng đổi Điều dễ dàng xác định cách đặt nhiệt kế vào nước tinh khiết đun sôi bếp Ở mực nước biển (P= atm), nhiệt kế luôn 100 °C (nếu bình đun khơng che đậy che đậy bằng nắp nhẹ) Trong trình đun sơi, thay đổi quan sát gia tăng lớn khối lượng giảm đặn mức chất lỏng, kết lượng chất lỏng bị bốc Giai đoạn trình bốc (giai đoạn, hình 3-8), xi lanh chứa lượng chất lỏng Khi tiếp tục truyển nhiệt,quá trình bay tiếp tục giọt lỏng cuối biến thành (giai đoạn 4, hình 3-9) Tại thời điểm này, tồn xi lanh làm đầy với Bất kỳ tổn thất nhiệt nước lúc làm ngưng tụ lại (giai đoạn thay đổi từ thể sang thể lỏng) Hơi nước ngưng tụ gọi bão hòa Do đó, giai đoạn trạng thái bão hòa Một chất trạng thái gọi bão hòa ẩm tồn trạng thái cân giai đoạn Một q trình thay đổi pha hồn thành, trở lại với vùng giai đoạn đơn (lúc bốc hơi) kết việc gia tăng nhiệt độ gia tăng nhiệt độ thể tích (Hình 3-10).Tại giai đoạn 5, nhiệt độ 300 °C; chuyển số nhiệt từ hơi, nhiệt độ giảm xuống chút q trình ngưng tụ khơng diễn miễn nhiệt độ 100 ° C (cho P=1 atm) Một loại mà không ngưng tụ (tức là, khơng phải bão hòa khơ) gọi nhiệt Do đó, nước trạng thái nhiệt Quá trình thay đổi pha không đổi áp lực minh họa sơ đồ T-v hình 3-11 Nếu tồn q trình mơ tả đảo Giai đoạn ngược cách làm nguội nước trì áp lực giá trị nhau, nước trở giai đoạn cách thức, làm vậy, lượng nhiệt phát xác với lượng nhiệt bổ sung suốt q trình làm nóng Trong sống hàng ngày chúng ta, nói tới nước tức nước lỏng nước nói đến Nhiệt Hình 3-9 áp suất 1atm, nhiệt độ giữ 1000C chất lỏng bốc thể Tuy nhiên, nhiệt động lực học, hai nước nước thứ nhất: H2O Nhiệt độ bão hòa độ bão hòa áp suất Giai đoạn Một điều hồn tồn bình thường là, nước bắt đầu sôi 100 ° C Nhưng thật sư, việc khẳng định "nước sôi 100 ° C" không xác Khẳng định xác phải "nước sơi 100 ° C áp suất atm." Lý khiến nước bắt đầu sôi 100 ° C nước có tổ chức số áp lực atm (101,325 kPa) Nếu áp suất bên xi lanh nâng lên 500kPa cách thêm trọng lượng đầu trang piston, nước bắt đầu sơi ở151,8 ° C Điều có nghĩa nhiệt độ mà nước bắt đầu sơi phụ thuộc vào áp suất; Vì vậy, áp suất cố định, gọi nhiệt độ sơi Tại áp suất cho trước, nhiệt độ mà làm chuyển pha chất tinh khiết gọi nhiệt độ bão hòa Tsat Tương tự vậy, nhiệt Nhiệt Hình 3-10 Tiếp tục cung cấp nhiệt, nhiệt độ nước bắt đầu tăng ( nhiệt) độ định, áp suất mà làm chuyển pha chất tinh khiết gọi áp suất bão hòa Psat Ở áp suất 101,325 kPa, T sat 99,97 ° C.Ngược lại, nhiệt độ 99,97 ° C, Psat 101,325 kPa (Tại 100.00 °C, Psat 101,42 kPa ITS-90 nói đến Chương 1) Bảng bão hòa danh sách áp suất bão hòa tỉ lệ nghịch với nhiệt độ (hoặc nhiệt độ bão hòa nghịch lại với áp lực) cho tất chất thông thường Đối với nước, thông số cho bảng 3-1 Bảng áp lực trình nước thay đổi pha (đun sôi ngưng tụ) 25 ° C phải 3.17 kPa, áp lực nước phải trì mức 3976 kPa (khoảng 40 atm) để nước sơi 250 ° C Ngồi ra, nước làm lạnh cách hạ áp lực 0,61 kPa Phải lượng lớn lượng để làm tan chảy chất rắn làm bốc chất lỏng Các lượng lượng hấp thụ phát trình thay đổi pha gọi nhiệt ẩn Cụ thể hơn, lượng lượng hấp thụ trình nóng chảy gọi nhiệt ẩn phản ứng tổng hợp tương đương với lượng lượng giải phóng q trình đóng băng Tương tự vậy, lượng lượng hấp thụ trình bay gọi nhiệt ẩn bay tương đương với lượng giải phóng q trình ngưng tụ Độ lớn nóng tiềm ẩn phụ thuộc vào nhiệt độ áp suất mà chuyển pha xảy Tại áp suất1 atm, nhiệt ẩn hợp nước 333,7kJ / kg nhiệt ẩn bay 2256,5 kJ / kg Trong suốt trình thay đổi pha, áp suất nhiệt độ rõ ràng tính phụ thuộc, có mối liên hệ chặc chẽ với nhau, là,T sat = f (Psat) Một mặt khác Tsat Psat, ví dụ với nước hình 3-12, gọi đường cong bão hòa lỏng-hơi Đường cong đặc trưng tất chất tinh khiết Chúng ta thấy rõ từ hình 3-12 T sat tăng với Psat Như vậy, chất áp suất cao sơi nhiệt độ cao Ví dụ, nhà bếp, nhiệt độ sôi cao nghĩa thời gian nấu ngắn tiết kiệm lượng Với thịt bò hầm, 1-2 h để nấu ăn chảo thông thường áp suất atm, có 20 phút nồi áp suất hoạt động atm (nhiệt độ sôi tương ứng: 134°C) Với ảnh hưởng áp suất khí quyển, nhiệt độ sôi nước giảm dần theo độ cao Do đó, phải nhiều thời gian để nấu ăn độ cao cao so với mực nước biển (trừ sử dụng nồi áp suất) Ví dụ, áp suất khí chuẩn độ cao 2000 m 79.50kPa, tương ứng với nhiệt độ sôi nước 93,3 ° C, mà 100 ° C mực nước biển (độ cao 0) Sự biến thiên nhiệt độ sôi nước với độ cao điều kiện khí chuẩn đưa Bảng 3-2 Mỗi 1.000 m so với mực nước, nhiệt độ …(trang117) Họ tên: (khơng có thơng tin) Số trang: 117-119 Số trang: 161-164 chảy đường ống để nhiệt độ CO giảm xuống 450 K lối đường ống, xác định (b) lưu lượng dòng chảy tỷ lệ lối đường ống 3-111 Một thiết bị piston xi-lanh ban đầu có chứa 0,2 kg nước 200 kPa 300°C Bây giờ, nước làm mát áp lực liên tục 150°C Xác định khối lượng thay đổi hình trụ trình cách sử dụng yếu tố nén so sánh kết với giá trị thực (Steam : nước) Hình P3 - 111 3-112 Đốt cháy động diesel mơ hình hóa q trình nhiệt ngồi khơng đổi áp suất khơng khí xi lanh trước sau đốt Hãy xem xét động diesel với điều kiện dung tích xi lanh từ 950 K 75cm trước đốt,và 150cm3 sau đốt Động hoạt động với tỷ lệ khơng khí-nhiên liệu 22 kg khơng khí /kg nhiên liệu (khối lượng khơng khí chia cho khối lượng nhiên liệu) Xác định nhiệt độ sau đốt qui trình (combustion chamber : buồng đốt) Hình P3 - 112 3-113 Trên sơ đồ tính chất đây, phác họa (không quy mô) chất lỏng bão hòa bão hòa với dòng gắn nhãn cho trình trạng thái sau cho nước Sử dụng mũi tên để hướng trình,và gắn nhãn cho trạng thái đầu cuối (a) Trên sơ đồ phác thảo Pv nhiệt độ không đổi xử lý thông qua trạng thái P = 300 kPa, v = 0,525 m3/kg thay đổi áp lực từ P1 = 200 kPa đến P2 = 400 kPa Đặt giá trị nhiệt độ đường cong trình sơ đồ P-v (b) Trên sơ đồ Tv phác thảo quy trình cụ thể khối lượng khơng đổi qua trạng thái T = 120°C, v = 0,7163 m3/kg từ P1 = 100 kPa đến P2 = 300 kPa Đối với nơi tập liệu nhiệt độ giá trị trạng thái lên trục đặt Giá trị khối lượng cụ thể trục 3-114 Áp lực lốp tơ đo 200 kPa trước chuyến 220 kPa sau chuyến vị trí mà áp suất khí 90 kPa giả sử khối lượng lốp không đổi 0.035 m3, xác định gia tăng phần trăm nhiệt độ tuyệt đối không khí lốp 3-115 Mặc dù bóng bay có khoảng từ năm 1783 khinh khí cầu vào bầu trời Pháp, bước đột phá thực xảy vào năm 1960 với thiết kế đại khinh khí cầu thúc đẩy propan rẻ tiền xây dựng vải nylon nhẹ Trong năm qua, khinh khí cầu có trở thành mơn thể thao sở thích nhiều người giới Khơng giống bong bóng chứa đầy khí helium ánh sáng, bóng bay khơng khí nóng mở cho khơng khí Do đó, áp lực bóng ln ln giống áp suất khí địa phương, bóng khơng có nguy bùng nổ Bong bóng khơng khí nóng khoảng từ 15 đến 25 m, đường kính Khơng khí khoang khinh khí cầu làm nóng ổ ghi đèn đốt nằm lồng chở khách Những lửa từ đèn đốt mà bắn vào bóng làm nóng khơng khí bong bóng khoang, nâng nhiệt độ khơng khí phía bóng từ 65°C đến 120°C Nhiệt độ khơng khí trì mức độ mong muốn cách định kỳ bắn đèn đốt Các lực mà đẩy bóng lên phía tỷ lệ thuận với mật độ khơng khí mát bên ngồi bóng khối lượng bóng, thể như: g gia tốc trọng trường Khi sức cản khơng khí khơng đáng kể, lực phản đối (1) trọng lượng không khí nóng bong bóng, (2) trọng lượng lồng, sợi dây, chất liệu bóng, (3) trọng lượng người dân tải khác lồng Người quay máy bóng kiểm sốt chiều cao chuyển động theo chiều dọc bóng cách bắn ổ ghi cách cho phép số khơng khí nóng khí cầu, thay khơng khí lạnh Phía trước chuyển động bóng cung cấp gió Hãy xem xét khinh khí cầu 20 m đường kính đó, với lồng, có khối lượng 80 kg đổ vào bong bóng treo khơng khí địa điểm nơi khơng khí áp suất nhiệt độ 90 kPa 15°C, tương ứng, chở ba người 65 kg Xác định trung bình nhiệt độ khơng khí bong bóng Điều bạn đáp ứng nhiệt độ khơng khí khí 30°C? Hình P3 - 115 3-116 Xem xét lại 3-115 Sử dụng phần mềm EES (hoặc khác), nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ môi trường vào nhiệt độ khơng khí trung bình bong bóng bóng treo lơ lửng khơng khí Giả sử nhiệt độ môi trường thay đổi từ đâu? 1030°C vẽ nhiệt độ khơng khí trung bình bong bóng so với mơi trường nhiệt độ, thảo luận kết Điều tra số người thực ảnh hưởng đến nhiệt độ khơng khí bong bóng 3-117 Hãy xem xét khinh khí cầu 18m đường kính, với lồng, có khối lượng 120 kg đổ vào Các khơng khí bong bóng, mà chỡ hai người 70 kg, đun nóng lò đốt địa điểm nơi khơng khí áp suất nhiệt độ 93 kPa 12°C, tương ứng Xác định nhiệt độ trung bình khơng khí bong bóng bóng bắt đầu tăng Sẽ đáp ứng bạn nhiệt độ khơng khí khí 25°C? 3.118E Nước nồi áp suất quan sát để sôi 260°F Áp lực tuyệt đối nồi áp suất gì? 3-119 Một xe tăng cứng với khối lượng 0,117 m chứa 1kg lạnh-134a 240 kPa Các chất làm lạnh cho phép để làm mát Xác định áp suất chất làm lạnh bắt đầu ngưng tụ Ngoài ra, hiển thị tiến trình sơ đồ P-v mối quan hệ, với độ bão hòa 3-120 Một xe tăng cứng 4-L chứa kg bão hòa hỗn hợp lỏng-hơi nước 50°C Nước từ từ làm nóng tồn giai đoạn Tại trạng thái cuối cùng, nước giai đoạn lỏng nước pha? Câu trả lời bạn khối lượng xe tăng 400 L thay L? Hình P3 - 120 3-121 Một khối lượng 10 kg nhiệt làm lạnh-134a 1.2MPa 70°C làm lạnh áp suất không đổi tồn chất lỏng nén 20°C a b c Các trình sơ đồ Tv mối quan hệ, với độ bão hòa Xác định thay đổi khối lượng Tìm thay đổi tổng lượng nội Đáp án: (b) (c) KJ 3-122 Một bình nhiên liệu cứng 0,5 m chứa hydro 20°C 600 kPa kết nối van khác 0,5m3 cứng thẳng bình nhiên liệu chứa hydro 30°C 150kPa Bây van mở hệ thống cho phép đạt đến trạng thái cân nhiệt với môi trường xung quanh, mà 15°C Xác định áp lực cuối bình nhiên liệu Hình P3 - 122 3-123 Xem xét lại 3-122 Sử dụng phần mềm EES (hoặc khác), nghiên cứu ảnh hưởng môi trường xung quanh nhiệt độ áp lực cân cuối bình nhiên liệu Giả sử nhiệt độ mơi trường xung quanh để thay đổi từ 10-30 ° C Biểu diễn áp lực cuối bình nhiên liệu so với môi trường xung quanh nhiệt độ, thảo luận kết Một bể 20 m3 chứa nitơ 23°C 600 kPa Một số nitơ phép áp suất bình nhiên liệu giảm xuống 400 kPa Nếu nhiệt độ vào thời điểm 20°C, xác định lượng nitơ trốn thoát Đáp án: 44,6Kg 3-125 Hơi nước 400°C có khối lượng cụ thể 0,02 m / kg Xác định áp suất nước dựa (a) phương trình, (b) biểu đồ nén tổng quát, (c) bảng nước Đáp án: (a) 15,529 KPa (b) 12,576 Kpa (c) 12,5 KPa 3-126 Một bình nhiên liệu tích khơng xác định chia thành hai phần phân vùng Một bên bình nhiên liệu chứa 0,01 m mơi chất lạnh-134a chất lỏng bão hòa 0,8 MPa, phía bên sơ tán Các phân vùng gỡ bỏ, chất làm lạnh lấp đầy tồn bình nhiên liệu Nếu trạng thái cuối chất làm lạnh 20°C 400 kPa, xác định khối lượng bình nhiên liệu (Evacuated : sơ tán) Hình P3 - 126 3-127 Xem xét lại 3-126 Sử dụng phần mềm EES (hoặc khác), nghiên cứu ảnh hưởng áp suất ban đầu mơi chất lạnh-134a vào khối lượng bình nhiên liệu Hãy để áp lực ban đầu khác 0,5-1,5 MPa Biểu diễn khối lượng bình nhiên liệu so với áp suất ban đầu, thảo luận kết 3-128 Propane lỏng thường sử dụng làm nhiên liệu cho sưởi ấm, cấp điện cho loại xe xe nâng, xe tăng điền dã ngoại xách tay Hãy xem xét bình nhiên liệu propane ban đầu chứa L propane lỏng nhiệt độ môi trường 20°C Nếu lỗ phát triển ống nối bình nhiên liệu propane propane bắt đầu bị rò rỉ ngồi Ngồi ra, xác định tổng lượng nhiệt từ môi trường vào bình nhiên liệu để bốc tồn propane bình (Leak : rò rĩ) Hình P3 – 128 3-129 Lặp lại 3-128 cho isobutan 3-130 Một bể chứa helium 100°C 10 kPa cỡ chuẩn Heli nung nóng q trình truyền nhiệt từ mơi trường xung quanh mà heli đạt đến trạng thái cân thức 300°C Xác định áp lực cỡ chuẩn heli Giả sử áp suất khí 100 kPa 3-131 Một bể chứa argon 600°C 200 kPa cỡ chuẩn Các argon làm lạnh q trình truyền nhiệt cho mơi trường xung quanh mà argon đạt đến trạng thái cân thức 300°C Xác định áp lực chuẩn thức argon Giả sử áp suất khí 100 kPa 3-132 Hồn thành trống bảng sau thuộc tính nước Ở cột cuối mơ tả tình trạng nước chất lỏng nén, hỗn hợp bão hòa, nhiệt, thơng tin khơng đầy đủ; và, có thể, cung cấp cho chất lượng P,kPa T, °C 200 270.3 30 130 400 300 500 v, m3/kg U,kj/kg And quality (if applicable) 1,5493 0,500 3084 3-133 Hồn thành trống bảng sau thuộc tính mơi chất lạnh-134a Ở cột cuối mô tả điều kiện môi chất lạnh-134a chất lỏng nén Hỗn hợp bão hòa, q nhiệt, thơng tin khơng đầy đủ; và, có thể, cung cấp cho chất lượng P,kPa T, °C 320 1000 -12 39,37 40 180 200 v, m3/kg U,kj/kg And quality (if applicable) 0.17794 0,0700 249 3-134 Trên sơ đồ tính chất đây, phác họa (không quy mô) chất lỏng bão hòa đường bão hòa với dòng gắn nhãn cho trình sau nói cho mơi chất lạnh-134a Sử dụng mũi tên để hướng trình, gắn nhãn cho trạng thái đầu cuối cùng: a Trên sơ đồ Pv phác họa q trình nhiệt độ khơng đổi qua trạng thái P = 280 kPa, v = 0.06 m3/kg, thay đổi áp suất từ P1 = 400 kPa đến P2 = 200 kPa Đặt giá trị nhiệt độ đường cong trình đồ thị Pv b Trên sơ đồ Tv phác thảo quy trình cụ thể khối lượng khơng đổi qua trạng thái T = 20°C, v = 0,02 m3/kg từ P1 = 1200 kPa đến P2 = 300 kPa Đối với tập liệu đặt giá trị nhiệt độ trạng thái trục Đặt giá trị khối lượng cụ thể trục 3-135 Một bình nhiên cứng chứa kg khí lý tưởng atm 40°C Bây van mở ra, nửa khối lượng khí cho phép để Nếu áp suất cuối bể 2,2 atm, nhiệt độ cuối bể là: (a) 186°C (b) 59° (c) 43°C (d) 20°C (e) 230°C 3-136 Áp suất lốp ô tô đo 190 kPa (cỡ chuẩn) trước chuyến 215 kPa (cỡ chuẩn) sau chuyến vị trí mà áp suất khí 95 kPa Nếu nhiệt độ khơng khí lốp xe trước chuyến 25°C, nhiệt độ khơng khí sau chuyến là: (a) 51.1°C (b) 64.2°C (c) 27.2°C (d) 28.3°C (e) 25.0°C 3-137 Một bể cứng chứa 300 m đầy bão hòa hỗn hợp lỏng-hơi nước áp suất 200 kPa Nếu 25 phần trăm khối lượng chất lỏng 75 phần trăm khối lượng hơi, tổng khối bể là: (a) 451 kg (b) 556 kg (c) 300 kg (d) 331 kg (e) 195 kg 3-138 Nước đun sôi áp suất atm máy pha cà phê trang bị với phần tử nhiệt điện Máy pha cà phê ban đầu có chứa kg nước Một bắt đầu sơi, quan sát thấy nửa lượng nước cà phê bốc 18 phút Nếu nhiệt từ máy pha cà phê không đáng kể, đánh giá cơng suất yếu tố làm nóng là: (a) 0.90 kW (d) 1.05 kW (b) 1.52 kW (e) 1.24 kW (c) 2.09 kW 3-139 Một bình cứng tích m chứa 10 kg nước (trong giai đoạn, hay thời kỳ) 160 ° C Áp suất bình là: (a) 738 kPa (d) 2000 MPa (b) 618 kPa (e) 1618 kPa (c) 370 kPa 3-140 Nước đun sôi áp suất atm chảo thép khơng gỉ bếp điện Nó quan sát thấy kg nước dạng lỏng bốc 30 phút Tỷ lệ truyền nhiệt cho nước: (a) 2.51 kW (d) 0.47 kW (b) 2.32 kW (e) 3.12 kW (c) 2.97 kW 3-141 Nước đun sôi chảo lên bếp mực nước biển Trong suốt 10 phút sơi, quan sát thấy 200 g nước bốc Sau đó, tỷ số truyền nhiệt cho nước: (a) 0.84 kJ/min (d) 53.5 kJ/min (b) 45.1 kJ/min (e) 225.7 kJ/min (c) 41.8 kJ/min 3-142 Một tàu cứng chứa m3 nước áp suất 10 MPa nhiệt độ 500°C Khối lượng nước: (a) 3.0 kg (b) 19 kg (c) 84 kg (d) 91 kg (e) 130 kg 3-143 Hãy xem xét thể kín làm đầy với mơi chất lạnh-134a Bên phòng nhiệt độ 25°C Bây rò rỉ phát triển, áp lực giảm xuống áp suất khí địa phương 90 kPa Nhiệt độ chất làm lạnh dự kiến giảm xuống (làm tròn đến số nguyên gần nhất): (a) 0°C (b) 29°C (c) 16°C (d) 5°C (e) 25°C Vấn đề thiết kế, tiểu luận, thí nghiệm 3-144 Một chất rắn thường hấp thụ nhiệt tan ra, có trường hợp ngoại lệ biết đến nhiệt độ gần khơng độ tuyệt đối Tìm hiểu chất rắn dó giải thích vật lý cho 3-145 Nó biết nước đóng băng 0°C áp suất khí Các hỗn hợp nước lỏng nước đá 0°C cho trạng thái cân ổn định khơng thể trải qua thay đổi phân lập từ môi trường xung quanh Tuy nhiên, nước tạp chất bề mặt bên thùng chứa nước mịn màng, nhiệt độ nước hạ xuống -2°C chí thấp mà khơng có hình thành băng áp suất khí Nhưng trạng thái mà xáo trộn nhỏ khởi hình thành băng đột ngột, nhiệt độ nước ổn định 0°C sau thay đổi đột ngột Nước -2°C cho trạng thái siêu bền Viết luận trạng thái siêu bền thảo luận làm chúng khác từ trạng thái cân ổn định 3-146 Entanpy phản ứng tổng hợp cho thí nghiệm nước Entanpy phản ứng tổng hợp nước (còn gọi nhiệt ẩn phản ứng tổng hợp) thu với nhiệt lượng nước đá xây dựng từ ống đồng với mục đích đóng cửa hai cổng vào Bên nhiệt lượng kế dây cặp nhiệt cuộn mà để đo dây điện nóng Nhiệt lượng chứa đầy nước, đặt tủ lạnh lấy sau nước đông lạnh Nhiệt lượng cách nhiệt xốp đặt phòng với tường đơi đá bào nước cung cấp mơi trường khơng khí 0°C Đầu vào công suất điện vào máy gây băng rắn 0°C để làm tan chảy để nước lỏng 0°C - lượng cung cấp cho điều thay đổi pha entanpy phản ứng tổng hợp Có entanpi phản ứng tổng hợp nước sử dụng video clip, viết hoàn chỉnh, liệu cung cấp đĩa DVD kèm theo sách ... Một chất tinh khiết nguyên tố hóa đơn hợp chất, nhiên Một hỗn hợp yếu tố hóa học hợp chất khác đủ điều kiện chất tinh khiết miễn hỗn hợp đồng Air, ví dụ, hỗn hợp nhiều chất khí, thường coi chất... hỗn hợp Trong trình bay hơi, chất tồn phần chất lỏng phần Nghĩa là, hỗn hợp chất lỏng bão hòa bão hòa (Hình 3-34) Để phân tích hỗn hợp đúng, cần phải biết tỷ lệ pha lỏng hỗn hợp Điều thực cách... hỗn hợp bão hòa, tất cần phải bão hòa chất lỏng liệu bão hòa (Bảng A-4 A-5 trường hợp nước) Số trang: 131-133 Trích từ Thermodynamics An Engineering Approach Ví dụ 3-4 hòa Áp suất thể tích hỗn hợp