Đang tải... (xem toàn văn)
''Nhiệt động lực học '' là một môn học thuộc khối kiến thức kỹ thuật cơ sở; môn học trang bị cho sinh viên ngành năng lượng nhiệt, ngành kỹ thuật cơ khí, ngành động lực... những kiến thức sâu
1/ Kiểm tra giữa HK II 2007-2008 (27/3/2008) Thời gian : 45 phút --------------------------------------------------------------------------------- Bài 1 (8 điểm) Một hỗn hợp khí lý tưởng gồm có 0,35kg N2; 0,125kg O2 và 0,025kg CO2. ƠÛ trạng thái ban đầu hỗn hợp có nhiệt độ là 370C và thể tích là 300lít. Sau khi thực hiện quá trình nén đa biến với số mũ n = 1,25 thì nhiệt độ hỗn hợp tăng thêm 800C. Xác đònh: 1. Áp suất hỗn hợp sau khi nén, 2. Số mũ đoạn nhiệt, 3. Nhiệt lượng trao đổi của quá trình. Bài 2 (2điểm) Cho 2,5kg khí Mêtan (CH4) giãn nở người ta nhận được một công thay đổi thể tích là 650kJ. Trong quá trình giãn nở nội năng của khối khí giảm đi một lượng là 255kJ. Xác đònh nhiệt lượng trao đổi và độ biến thiên nhiệt độ của quá trình. ĐÁP ÁN Bài 1 1. Áp suất hỗn hợp sau khi nén: bar 6,42=p 2. Số mũ đoạn nhiệt: 395,1719,000285,1cckhhvphh=== 3. Nhiệt lượng trao đổi: () ()kJ 656,1680125,1395,125,1719,0.5,0112−=−−=−−−= TTnknGcQhhv Bài 2 Nhiệt lượng: kJ 395650255LUQtt=+−=+Δ= Độ biến thiên nhiệt độ: ()CGcUTTTv0127,55−=Δ=−=Δ 2/ ĐỀ THI GIỮA HỌC KỲ I (07-08) – DỰ THÍNH Môn thi : NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT Ngày thi : 24/11/2007 Thời gian : 45 phút (Sinh viên được phép sử dụng tài liệu) Khảo sát một hỗn hợp khí lý tưởng gồm 3 khí CO2, N2, O2 có thành phần thể tích lần lượt là 0,05; 0,2; 0,75. Ban đầu hỗn hợp có áp suất p1 = 4 bar, thể tích V1 = 0,2 m3, nhiệt độ t1 = 80 0C được cho giãn nở đến khi thể tích tăng 1,75 lần so với ban đầu. Xác đònh áp suất p2, nhiệt độ t2 và công thay đổi thể tích lần lượt theo các trường hợp sau: 1. Giãn nở theo quá trình đẳng nhiệt, 2. Giãn nở theo quá trình đoạn nhiệt, 3. Giãn nở theo quá trình đa biến với n = 1,25 4. Biểu diễn 3 trường hợp này trên cùng 1 đồ thò p – v và nhận xét công trao đổi trong 3 trường hợp. -------------------------------------------------------------------------------------------------------- Đáp án 1. Đẳng nhiệt: C80tt012== 2857,275,14p2== bar kJ 769,44)75,1ln(.2,0.10.4L5tt== 2. Đoạn nhiệt: bar 8353,12=p K 4,2832=T kJ 157,40=ttL 3. Đa biến: 9873,12=p bar 3072=TK = 34 0C 78,41=ttL kJ 3/ ĐỀ THI GIỮA HỌC KỲ II (06-07) – DỰ THÍNH Môn thi : NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT Ngày thi : 21/04/2007 Thời gian : 45 phút (Sinh viên được phép sử dụng tài liệu) Có 0,5 kg không khí ở trạng thái ban đầu có áp suất p1 = 302kPa, nhiệt độ t1 = 3500C được làm lạnh theo quá trình đẳng tích đến trạng thái 2 có áp suất p2 = 100 kPa, sau đó được giãn nở với áp suất không đổi đến trạng thái 3 rồi được nén đẳng nhiệt để trở về trạng thái ban đầu. 1. Biểu diễn các quá trình trên cùng một đồ thò p – v 2. Xác đònh các thông số trạng thái (p, v, T) tại 1, 2, 3 Tính: độ biến thiên nội năng, độ biến thiên entanpy, độ biến thiên entropy, công thay đổi thể tích, nhiệt lượng trao đổi của các quá trình. -------------------------------------------------------------------------------------- Đáp án : Các thơng số trạng thái (p,v,T) tại 1, 2, 3 v1 = 0,591 m3/kg v2 = v1 = 0,591 m3/kg T2 = 206,3 K T3 = T1 = 350oC v3 = 1,786 m3/kg Độ biến thiên nội năng: kJU 4,15021−=Δ− kJU 4,15032=Δ− 013=Δ−U Độ biến thiên entanpy: 05,2105,210133221=Δ=Δ−=Δ−−−IkJIkJI Độ biến thiên entropy: KkgkJSKkgkJSKkgkJS./4,158./6,0./4,0133221−=Δ=Δ−=Δ−−− Công thay đổi thể tích: kJWkJWW7,987,590133221−===−−− Nhiệt lượng trao đổI: kJQkJQkJQ7,985,2104,150133221−==−=−−− 4/ ĐỀ KIỂM TRA HỌC KỲ II (06-07) Môn thi : NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT Ngày thi : 02/04/2007 Thời gian : 45 phút (Sinh viên được phép sử dụng tài liệu) ---------------------------------------------------------------------------------- Khảo sát một hỗn hợp bao gồm các chất khí CO2 và N2. Cho biết: - Thành phần khối lượng của khí CO2 là 0,65. - Lúc ban đầu nhiệt độ, áp suất và thể tích của hỗn hợp lần lượt là 40oC, 2bar và 175lít. - Sau khi tiến hành một quá trình, nhiệt độ và áp suất của hỗn hợp lần lượt là 80oC và 3bar. a. Xác đònh phân áp suất của mỗi thành phần tại trạng thái đầu và trạng thái cuối. b. Xác đònh công và nhiệt lượng trao đổi giữa hệ thống và môi trường. c. Kiểm tra đònh luật 1. ------------------------------------------------------------------------------- ĐÁP ÁN 1. Xác đònh phân áp suất: Trạng thái 1: bar 083,12=COp bar 917,02=Np Trạng thái 2: 625,12=COp bar 375,12=Np bar 2. Xác đònh công và nhiệt lượng trao đổi: 493,0111=⇒=hhGGRTVp kg 42,1=⇒ n Công trao đổi: 607,10−=ttL kJ kJ 062,15. −==ttktLnL→ Hệ thống nhận công Nhiệt lượng trao đổi: ()019,31.12=−−−= TTnkncGQhhvhh kJ → Hệ thống nhận nhiệt 3. Kiểm tra đònh luật 1: ( )ttvhhLQkJTTcGUhh−==−=Δ 7,1312 5/ ĐỀ THI GIỮA HỌC KỲ III (06-07) Môn thi : NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT Ngày thi : 28/07/2007 Thời gian : 40 phút (Sinh viên được phép sử dụng tài liệu) Khảo sát một hệ thống nhiệt động làm việc với chất môi giới là không khí. Từ trạng thái ban đầu có p1 = 1 bar, t1 = 300C, V1 = 0,007 m3 không khí được nén theo quá trình đoạn nhiệt đến trạng thái 2 có V2 = 0,001 m3. Sau đó không khí được cấp nhiệt theo quá trình đẳng tích đến trạng thái 3 có áp suất p3 = 24 bar rồi giãn nở sinh công theo quá trình đoạn nhiệt đến trạng thái 4 có nhiệt độ t4 = 2040C. 1. Xác đònh các thông số (p, V, T) tại các điểm 1, 2, 3, 4. 2. Xác đònh nhiệt lượng cấp cho quá trình 2 – 3 và công sinh ra của quá trình 3 – 4, 3. Biểu diễn tất cả các quá trình trên cùng đồ thò p – v. Đáp án 1. Xác đònh các thông số: Trạng thái 1: p1 = 1 bar T1 = 30 + 273 = 303 K V1 = 0,007 m3 Trạng thái 2: Quá trình 1 – 2: đoạn nhiệt V2 = 0,001 m3245,152=p bar 6602=T K = 387 0C Trạng thái 3: Quá trình 2 – 3: đẳng tích p3 = 24 bar V3 = V2 = 0,001 m310393=TK = 766 0C Trạng thái 4: Quá trình 3 – 4: đoạn nhiệt T4 = 204 + 273 = 477 K V4 = 0,007 m3 574,14=p bar 2. Nhiệt lượng cấp vào: ()204,22323=−= TTGcQv kJ Công sinh ra: 24,334=L kJ 54,4.3434== LkLkt kJ --------------------------- 6/ ĐỀ KIỂM TRA GIỮA HỌC KỲ II (2005-2006) Môn thi : NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT Ngày thi : 29/03/2006 Thời gian : 45 phút. (Sinh viên được phép sử dụng tài liệu) Sinh viên chọn làm 1 bài trong 2 bài dưới đây: Bài 1 Một bình chứa không khí có thể tích V = 3,5 m3; ban đầu nhiệt độ t1 = 32 0C, áp kế trên bình chỉ 0,5 bar. Người ta nạp thêm vào bình 20 kg không khí thì thấy nhiệt độ trong bình tăng thêm 48 0C. Xác đònh: 1. Số chỉ của áp kế sau khi nạp. 2. Sau khi nạp xong người ta làm lạnh bình bằng cách lấy đi một nhiệt lượng là 760 kJ. Xác đònh nhiệt độ không khí và số chỉ áp kế sau khi làm lạnh. 3. Biểu diễn quá trình làm lạnh trên đồ thò p-v và T-s Cho áp suất khí quyển pkq = 100 kPa Bài 2 Khảo sát một khối CO2 lúc ban đầu có V1 = 20 lít, p1 = 3 bar và t1 = 45 0C. Sau khi cấp vào một công 0,5 kJ người ta thấy hệ thống nhả ra một nhiệt lượng là 0,25 kJ và tiến đến trạng thái 2 (có áp suất p2 và nhiệt độ t2). Xác đònh áp suất và nhiệt độ của khối khí tại trạng thái 2, nói rõ đặc điểm của quá trình đang khảo sát. ĐÁP ÁN Bài 1 kg 2620620GG12=+=+= Áp kế chỉ: 5261527pppkq22d,, =−=−= bar Nhiệt độ không khí sau khi làm lạnh: 0()5,393232=⇒−= tttcGQvC Áp kế sau khi làm lạnh chỉ: 653516536pppkq33d,, =−=−= bar s3s2T3T2q23p2p3v Bài 2 : Khối lượng của khối CO2 đang khảo sát: G = 111T.RV.p = 318.831444.02,0.10.35 = 0,0998 kg Giả sử q trình đa biến với số mũ đa biến n W = G.R.n1TT12−− Q = G.cv.1nkn−−.(T2-T1) Suy ra : n = 1,15 T2 = 322 K p2 = 3,3 bar 7/ ĐỀ THI GIỮA HỌC KỲ III (05-06) Môn thi : NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT Ngày thi : 23/07/2006 Thời gian : 45 phút (Sinh viên được phép sử dụng tài liệu) Bài 1 (5 điểm) Một piston-xylanh bên trong chứa một khí lý tưởng ở trạng thái ban đầu có p1 = 0,5 MPa, V1 = 100 lít được giãn nở từ từ đến trạng thái 2 có V2 = 250 lít. Giữa áp suất và thể tích có quan hệ pVn = const. Xác đònh công giãn nở của khối khí trong các trường hợp sau: 1. n = 1,35 2. n = 1 3. n = 0 4. Biểu diễn tất cả các quá trình trên cùng đồ thò p – v. Nhận xét Bài 2 (5 điểm) Khảo sát một lò hơi có năng suất G = 40 kg/s. Cho biết quá trình cấp nhiệt trong lò hơi là đẳng áp từ trạng thái ban đầu có p1 = 100 bar, t1 = 160 0C đến trạng thái 2 có t2 = 550 0C. Xác đònh: 1. Entanpy, entropy của nước và hơi nước ở trạng thái đầu và cuối. 2. Công suất nhiệt cung cấp cho lò hơi (kW). 3. Biểu diễn quá trình trên đồ thò p – v, T – s. ----------------------------------------------------------- CHÚ Ý: SINH VIÊN NỘP LẠI ĐỀ THI [...]... 8/ ĐỀ THI GIỮA HỌC KỲ Môn thi : NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT Ngày thi : 30/03/2005 Thời gian : 45 phút (Sinh viên được phép sử dụng tài liệu & máy tính) Bài 1: Cho hỗn hợp khí lý tưởng gồm 2 khí O2 và khí A Biết khối lượng và thành phần khối lượng của khí O2 trong hỗn hợp là 1,5kg và 30% Thể tích, nhiệt độ và áp suất của hỗn hợp lần lượt là 1m3; 47oC và 4,5727bar Hãy xác đònh a Hai công thức hoá học. .. rA = 1 − 0,273 = 0,727 Bài 2: a Quá trình khảo sát là quá trình đa biến n =1,2 n−k ΔT = −31,5 kJ n −1 (Nhả nhiệt) GR(T1 − T2 ) = −62,7 kJ n −1 (Nhận công) b Q = Gcv c W = d ΔU = Gcv ΔT = 1 20,9 60,5 = 31,6 kJ = Q − W 32 9/ ĐỀ THI GIỮA HỌC KỲ III (0 4-0 5) Môn thi : NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT Ngày thi : 23/07/2005 Thời gian : 45 phút (Sinh viên được phép sử dụng tài liệu & máy tính) Một xylanh có đường... tích V1 = 11 lít, áp suất p1 = 0,3 MPa, nhiệt độ t1 = 15 0C Sau khi trải qua một quá trình nhiệt động, ta thấy nội năng của hỗn hợp khí tăng lên một lượng là 2000 J Tính lực tác dụng lên piston, công thay đổi thể tích, công kỹ thuật và nhiệt lượng trao đổi vào cuối quá trình nếu xảy ra các trường hợp sau đây: Trường hợp 1 - Piston không dòch chuyển Trường hợp 2 - Áp suất không thay đổi so với ban đầu... Trường hợp n = 1: đẳng nhiệt Ltt = p1V1 ln V2 ⎛ 0,25 ⎞ = 5.10 5.0,1 ln⎜ ⎟ = 45815 J = 45,815 kJ V1 ⎝ 0,1 ⎠ 3 Trường hợp n = 0: đẳng áp Ltt = p (V2 − V1 ) = 5.10 5.(0,25 − 0,1) = 75000 J = 75 kJ 4 Đồ thò p Bài 2 (5đ) 1 Trạng thái 1: Lỏng chưa sôi → i1 = 681 kJ/kg; s1 = 1,919 kJ/kg.K n=0 n=1 2 Trạng thái2: Hơi quá nhiệt → i1 = 3496,5 kJ/kg; s2 = 6.7485 kJ/kg.K n = 1,35 v1 v2 3 Nhiệt lượng cung cấp (quá... một khối khí O2 có thể tích ban đầu là V1=0,5m3; nhiệt độ t1=27oC; G=0,8kg Sau đó người ta nén khối khí này đến trạng thái 2 có V2=0,2m3; t2=87,5oC Hãy xác đònh: a Đặc điểm quá trình đang khảo sát (2 điểm) b Nhiệt lượng của quá trình Nhận xét (2 điểm) c Công của quá trình Nhận xét (1 điểm) d Kiểm tra lại đònh luật 1 (1 điểm) - ĐÁP ÁN Bài 1: a μ A = 28 Vậy A có thể là CO hoặc... không dòch chuyển Trường hợp 2 - Áp suất không thay đổi so với ban đầu Trong trường hợp này piston dòch chuyển vào hay ra một đoạn là bao nhiêu? CHÚ Ý: SINH VIÊN NỘP LẠI ĐỀ THI ĐÁP ÁN μ hh = 29,08 kg/kmol G= p1V1 = 0,04 kg RT1 c vhh = g CO2 c vCO + g O2 c vO + g N 2 c v N = 0,72439 kJ/kg.độ 2 2 ΔU = G.cvhh (t 2 − t1 ) ⇒ t 2 = 2 ΔU = 84 0C G.cvhh 1 Piston không dòch chuyển . trong 3 trường hợp. -- -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - Đáp án 1. Đẳng nhiệt: C80tt012==. Kiểm tra giữa HK II 200 7-2 008 (27/3/2008) Thời gian : 45 phút -- -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - - Bài 1