Seminarium II, Termodynamika Techniczna, III rok TCH 2012/2013
Pojęcia do przypomnienia
materia, substancja, układ termodynamiczny, rodzaje układów termodynamicznych, parametry stanu układu
(intensywne, ekstensywne), funkcje stanu układu i zależności między nimi, właściwości funkcji stanu układu,
przemiana termodynamiczna, czynnik termodynamiczny, stan równowagowy układu, ciepło właściwe, objętość
właściwa
Pytania i zadania
1. Wymień i scharakteryzuj podstawowe i uzupełniające jednostki układu SI?
2. Przelicz na jednostki układu SI: 1 Å, 1 μm, 1 cm
2
, 1 l, 1 mm
3
, 1 h, 1 t, 1 g, 1 kG, 1 kp, 1 dyna, 1 at, 1 atm,
1 mm H
2
O, 1 mm Hg, 1 Tr, 1 kG·m, 1 kWh, 1 cal, 1 MW, 1 kW.
3. Zastosowanie przedrostków w układzie SI, oblicz: 320 nm
(μs)
-1
, 9 nm
3
3,5 (ps)
-1
, 3 TW
2 Ms.
4. Z czego wynika dokładna wartość przyspieszenia ziemskiego wynosząca 9,80665 m/s
2
? Odpowiedź
uzasadnij wykorzystując wzór Newtona na siłę grawitacyjnego oddziaływania dwóch mas.
5. Co to znaczy, że ciśnienie i temperatura są parametrami stanu?
6. Podaj definicję temperatury na gruncie termodynamiki fenomenologicznej.
7. Dlaczego przeliczenie temperatury ze skali Kelvina na skalę Celsjusza zachodzi według wzoru:
t = T – 273,15 ?
8. Podaj definicję ciśnienia na gruncie termodynamiki fenomenologicznej. Jakie skale temperatury
są stosowane w termodynamice? Podaj temperaturę 85
o
C w skali Farenheita i Kelwina.
9. Jak się mierzy ciśnienie statyczne, dynamiczne i całkowite? Do czego służy rurka Pitota-Prandtla?
10. Ciśnienie gazu w zbiorniku zmierzone różnymi przyrządami wynosi: p
1
=0,05 at, p
2
=500 mm H
2
O,
p
3
=36,8 mm Hg. Wyrazić te ciśnienia w jednostkach układu SI.
11. Kocioł wytwarza 20 000 kcal ciepła. Wyrazić ilość ciepła w MJ.
12. Co rozumiesz pod pojęciem: normalnych warunków fizycznych, technicznych, standardowych?
13. Sformułować pierwszą zasadę termodynamiki w zastosowaniu do układu zamkniętego.
14. Co to jest ciepło właściwe?
15. Co rozumiesz pod pojęciem ciepła i pracy w termodynamice?
16. Czy praca i ciepło to postacie energii?
17. Ciśnienie statyczne gazu w rurociągu wynosi p
s
= 100 mm H
2
0. Jakie jest ciśnienie bezwzględne gazu
mierzone w at, Pa i Tr jeżeli ciśnienie atmosferyczne wynosi 770 mm Hg?
18. W pojemniku o objętości 1,5 m
3
znajduje się 0,19 m
3
ziaren granitu (gęstość 2750 kg/m
3
), 0,45 m
3
ziaren piasku (gęstość 1500 kg/m
3
), 0,36 m
3
wody o temperaturze 25
C (gęstość 997 kg/m
3
), a resztę
objętości pojemnika zajmuje powietrze o gęstości 1,17 kg/m
3
. Oblicz objętość właściwą i gęstość
mieszaniny zawartej w pojemniku.
19. Oblicz zmianę energii wewnętrznej 100 kg powietrza przy ochłodzeniu od t
1
= 300
o
C do t
2
= 50
o
C.
Zależność ciepła właściwego od temperatury przyjąć liniową:
c
v
|
t
0
= 0,7084 + 0,000009349·t [kJ/kg·
o
C], wynik wyrazić w [kJ/kg].
20. Pod wpływem działania ciepła doprowadzonego z zewnątrz powietrze o masie m = 1 kg zostaje
ogrzane pod stałym ciśnieniem o 100 K. Wyznaczyć zmianę energii wewnętrznej, pracę bezwzględną
oraz ilość ciepła doprowadzoną do powietrza.
21. Podczas ogrzewania pewnej masy gazu przy p=const. o ΔT=2 K jego objętość wzrosła o 0,005 wartości
początkowej. Oblicz temperaturę początkową gazu.
