ĐỀ CƯƠNG ÔN THI kĨ THUẬT NHIỆT

ĐỀ CƯƠNG ÔN THI kĨ THUẬT NHIỆT 1. Xác định thể tích riêng và khối lượng riêng của khí N2 ở điều kiện tiêu chuẩn vật lý và điều kiện áp suất dư pd = 0,2bar với nhiệt độ t = 1270C. Biết áp suất khí quyển 750mmHg. 2. Một bình có thể tích 0,5m3 chứa không khí ở áp xuất dư 2bar, nhiệt độ 200C. Lượng không khí cần thoát ra khỏi bình là bao nhiêu để áp suất trong bình có độ chân không 420mmHg trong điều kiện nhiệt độ trong bình coi như không đổi. Biết áp suất khí quyển 768mmHg. 3. Một bình thể tích 200lít chứa 0,2kg khí N2 áp suất khí quyển là 1 bar. Xác định chỉ số áp kế gắn trên nắp bình nếu: a, Nhiệt độ trong bình là 70C? b, Nhiệt độ trong bình là 1270C?

ĐỀ CƯƠNG ÔN THI MÔN NHIỆT KỸ THUẬT

Phần I: Lý thuyết

Câu 1: Trình bày các khái niệm: máy nhiệt, môi chất, hệ nhiệt động và phân loại hệ nhiệt động?

Câu 2: Trình bày các thông số trạng thái của môi chất

Câu 3: Khái niệm về quá trình nhiệt động?

Câu 4: Phân biệt các loại nhiệt dung riêng và cách tính nhiệt

Câu 5: Phân biệt nhiệt dung riêng của khí lý tưởng và nhiệt dung riêng của khí thực

Câu 6: Các dạng năng lượng trong hệ nhiệt động

Câu 7: Xây dựng công thức tính công thay đổi thể tích, công kỹ thuật và công ngoài trong hệ nhiệt động (vẽ hình minh họa)

Câu 8: So sánh sự khác nhau giữa khí lý tưởng và khí thực

Câu 9: Giải thích phương trình trạng thái của khí lý tưởng và khí thực

Câu 10: Giải thích các quá trình nhiệt động cơ bản của khí lý tưởng: Quá trình đa biến, quá trình đẳng áp, đẳng tích, đẳng nhiệt và đoạn nhiệt

Câu 11: Xác định hiệu suất nhiệt của chu trình Carnot và ý nghĩa của chu trình này Câu 12: Trình bày các chỉ số để đánh giá chu trình làm việc

Câu 13: Những giả thiết về chu trình lý tưởng thuận chiều và ý nghĩa của việc nghiên cứu chu trình lý tưởng

Câu 14: Xác định hiệu suất nhiệt và áp suất trung bình của chu trình cấp nhiệt hỗn hợp và chu trình cấp nhiệt đẳng tích

Câu 15: Khái niệm các hình thức trao đổi nhiệt (dẫn nhiệt, Truyền nhiệt)? Điều kiện xảy ra các hình thức trao đổi nhiệt đó

Phần II: Bài tập

1 Xác định thể tích riêng và khối lượng riêng của khí N2 ở điều kiện tiêu chuẩn vật

lý và điều kiện áp suất dư pd = 0,2bar với nhiệt độ t = 1270C Biết áp suất khí quyển 750mmHg

2 Một bình có thể tích 0,5m3 chứa không khí ở áp xuất dư 2bar, nhiệt độ 200C Lượng không khí cần thoát ra khỏi bình là bao nhiêu để áp suất trong bình có độ chân không 420mmHg trong điều kiện nhiệt độ trong bình coi như không đổi Biết

áp suất khí quyển 768mmHg

3 Một bình thể tích 200lít chứa 0,2kg khí N2 áp suất khí quyển là 1 bar Xác định chỉ số áp kế gắn trên nắp bình nếu:

a, Nhiệt độ trong bình là 70C?

b, Nhiệt độ trong bình là 1270C?

4 Xác định thế tích riêng, khối lượng riêng của khí ở điều kiện tiêu chuẩn và ở

điều kiện có áp suất dư là 1,2 at, nhiệt độ 227OC Biết áp suất khí quyển là 760 mm

Hg ở 0OC

5 Một bình có thể tích 0,6 m3 chứa không khí ở áp suất dư 2,2 bar, nhiệt độ 20OC Lượng không khí cần thoát ra khỏi bình là bao nhiêu để áp suất trong bình có độ chân không 420 mm Hg trong điều kiện nhiệt độ trong bình xem như không đổi Biết áp suất khí trời là 760 mm Hg

6 Một bình thế tích 250 lít chứa 0,4 kg khí , áp suất khí quyển là 1 bar.

a Nếu nhiệt độ trong bình là 17OC thì chỉ số chân không kế gắn trên nắp bình là bao nhiêu?

b Nếu nhiệt độ trong bình là 147OC thì chỉ số áp kế là bao nhiêu?

7 Xylanh có đường kính d = 500mm chứa không khí có thể tích 0,09 m3, áp suất 3,6 at, nhiệt độ 25OC Nếu không khí nhận nhiệt trong điều kiện pittông chưa kịp dịch chuyển và nhiệt độ không khí tăng tới 498 OC Hỏi lực tác dụng lên mặt pittông và khối lượng không khí có trong xylanh là bao nhiêu?

8 Người ta đốt nóng 1,2 kg không khí trong điều kiện áp suất không đổi

2 bar, từ nhiệt độ 20OC đến 130OC Tính thể tích cuối, lượng nhiệt, công thay đổi thể tích, lượng thay đổi nội năng entrôpi

9 Khi nén đẳng nhiệt 1,8 kilômol khí hêli cần thải một lượng nhiệt 4100kJ Xác

định thể tích đầu và cuối quá trình, áp suất cuối và công thay đổi thể tích của quá trình nén nếu quá trình được tiến hành ở nhiệt độ 30OC và áp suất 6,5 bar

10 Không khí có thể tích 2,68 m3, nhiệt độ 25OC, áp suất 1 bar, khi bị nén đoạn nhiệt không khí nhận công thay đổi thể tích 501 kJ Xác định nhiệt độ cuối, sự thay đổi nội năng và entanpi

11 1,5 kg không khí được nén đa biến n = 1,3 trong máy nén từ nhiệt độ 20OC áp suất 0,981 bar đến áp suất 7,845 bar Xác định nhiệt độ không khí sau khi nén, lượng biến đổi nội năng, lượng nhiệt cần làm mát, công giãn nở và công kỹ thuật của quá trình nén

12 Xác định hiệu suất nhiệt của chu trình Carnot thuận chiều khi biết nhiệt độ của

nguồn nóng OC, nhiệt độ của nguồn lạnh OC Xác định hệ số làm lạnh của chu trình Carnot ngược chiều khi biết nhiệt độ của nguồn nóng OC, nhiệt độ của nguồn lạnh

OC

13 Chu trình lý tưởng của động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích có nhiệt độ vào là

20OC tỷ số nén 7,3, tỷ số tăng áp là 2,33 Hãy xác định công và hiệu suất nhiệt của chu trình với môi chất là 1,4 kg không khí

Bài 1:

750mmHg

Lời giải:

Điều kiện tiêu chuẩn vật lý:

p 0 = 760 mmHg; t 0 = 0 0 C.

* ở điều kiện tiêu chuẩn vật lý thể tích riêng v 0 và khối lượng riêng ρ 0 của N 2 được xác định từ phương trình trạng thái:

p 0 v 0 = R.T 0

K kg / J 28

8314 8314

R

p

T R v

0 N

0

0 0

2

= µ

=

=

T 0 = t 0 + 273 = 0 + 273 = 273 0 K

p 0 =

2

5 N / m 10 750 760

5 10 750

760 28

273 8314

= 0,8 m 3 /kg

kg / m 25 , 1 8 , 0

1 v

0

0 = = =

ρ

cũng được xác định tương tự:

p

T R

v =

T = t + 273 = 127 + 273 = 400 0 K

3

3 5

2 5

5 5

d 0

m / kg 02 , 1 98 , 0

1 v

1

kg / m 98 , 0 10 2 , 1 28

400 8318

v

m / N 10 2 , 1 10 2 , 0 10 1 p p

p

=

=

=

ρ

=

=

= +

= +

=

Bài 2:

không khí cần thoát ra khỏi bình là bao nhiêu để áp suất trong bình có độ chân không 420mmHg trong điều kiện nhiệt độ trong bình coi như không đổi Biết áp suất khí quyển 768mmHg

Lời giải:

Lượng không khí thoát ra khỏi bình G:

G = G 1 - G 2

p 1 V 1 = G 1 R T 1

p 2 V 2 = G 2 R.T 2

1

1 1

1 R T

V p

G =

2

2 2

2 R T

V p

G =

K 293 20 273 t 273 T

T T

K kg / J 287 29

8314 8314

R

m 5 , 0 V V V

0 2

1

0

3 2

1

= +

= +

=

=

=

=

= µ

=

=

=

=

) p p ( RT

V RT

V p RT

V p

2 5 5

0 1

1 ) 10 3 , 024 10 N / m

750

768 2 ( p p

2 5 5

ck 0

2 10 0 , 464 10 N / m

750

) 420 768 ( p p p

−

=

kg 52 , 1 10 ).

464 , 0 024 , 3 ( 293 287

5 , 0

Bài 3:

số áp kế gắn trên nắp bình nếu:

Lời giải:

1

1

1 V

GRT

p =

bar 8314 , 0 m / N 10 8314 , 0 2

, 0 28

280 8314 2 , 0

Trong đó:

3 2

1

0 1

1

0

m 2 , 0 V V V

K 280 7 273 t

273 T

K kg / J 28

8314 R

Kg 2 , 0 G

=

=

=

= +

= +

=

=

=

Chỉ số áp kế gắn trên nắp bình:

bar 1686 , 0 4 8 , 0 1 p p

pck = 0− 1 = − 31 =

2

2

2 V

GRT

p =

) 273 127 (

28314 , 0

Chỉ áp kế gắn trên nắp bình:

bar 1877 , 0 1 1877 , 1 p p

pd = 2 − 0 = − =

II PHẦN TRẮC NGHIỆM 8/ Môi chất là chất trung gian dùng để thực hiện quá trình biến đổi giữa:

a Entrôpi và entanpi

b Hoá năng và nhiệt năng

c Nhiệt và công

d Nhiệt năng và cơ năng

9/ Trong các máy nhiệt thường thấy môi chất là thể khí vì chúng có khả năng thay

đổi:

a Nhiệt độ lớn

b Entrôpi lớn

c Thể tích lớn

d Entanpi lớn

10/ Khi các sai số có thể chấp nhận được, các chất khí trong tự nhiên ở điều kiện

nào trở thành khí lý tưởng?

a Áp suất thấp và nhiệt độ cao

b Áp suất thấp và nhiệt độ bình thường

c Ở điều kiện nào cũng được

d Áp suất cao và nhiệt độ bình thường

11/ Hệ nhiệt động là hệ nghiên cứu tính chất gì?

a Động lực học

b Hoá học

c Nhiệt động

d Vật lý

12/ Hệ nhiệt động được phân chia làm mấy loại:

a 1

c 2

d 3

13/ Đặc điểm của hệ kín là:

a Trọng tâm của hệ không chuyển động

b Khối lượng của hệ không đổi

c Môi chất không đi qua ranh giới giữa hệ với môi trường

d Tất cả các đáp án trên

14/ Đặc điểm của hệ hở là:

a Trọng tâm của hệ chuyển động

b Môi chất đi qua ranh giới giữa hệ với môi trường

c Khối lượng của hệ thay đổi

d Tất cả các đáp án trên

15/ Thông số trạng thái là hàm:

a Chỉ phụ thuộc vào trạng thái

b Không phụ thuộc vào trạng thái

c Là hàm của quá trình

d Chỉ phụ thuộc vào quá trình

16/ Có mấy thông số trạng thái cơ bản:

a 1

b 4

d 2

17/ Nội năng gồm có mấy thành phần:

b 4

c 3

d 1

18/ Đối với khí lý tưởng nội năng chỉ là hàm của:

a Bản chất cấu tạo

b Nhiệt độ

c Thể tích

d Áp suất

19/ Trong khi nghiên cứu về hệ nhiệt động, khi nói tới nội năng có nghĩa là:

a Nội động năng

b Năng lượng đẩy

c Nội thế năng

d Nội nhiệt năng

20/ Năng lượng đẩy là năng lượng có trong:

a Hệ kín

b Hệ hở

c Hệ đoạn nhiệt

d Hệ cô lập

21/ Entanpi sẽ có trọng hệ nào:

a Hệ hở và hệ cô lập

b Hệ kín và hệ đoạn nhiệt

c Hệ hở và hệ đoạn nhiệt

d Hệ kín và hệ hở

22/ Đối với khí lý tưởng nội năng chỉ phụ thuộc vào:

a Thể tích

b Nhiệt độ

c Bản chất cấu tạo

d Áp suất

23/ Trạng thái cân bằng là trạng thái trong đó các thông số trạng thái của hệ có giá

trị:

a Đồng đều trong toàn hệ

b Đồng đều trong toàn hệ và không thay đổi theo thời

c Không thay đổi theo thời gian

d Không đồng đều trong toàn hệ

24/ Điều kiện để có sự thay đổi trạng thái nhiệt động là có sự thay đổi:

a Nhiệt hoặc công

b Công hoặc Entanpi

c Nhiệt hoặc execgi

d Nhiệt hoặc entropi

25/ Quá trình cân bằng được biểu diễn trên đồ thị trạng thái bằng:

a Một hình khối

b Một điểm

c Một đường cong

d Một mặt

26/ Trong các quá trình sau, quá trình nào là quá trình không thuận nghịch:

a Quá trình khuyếch tán

b Quá trình truyền nhiệt

c Quá trình có ma sát

d Tất cả các đáp án trên

27/ Nếu phân loại theo đơn vị đo lường vật chất thì nhiệt dung riêng cơ mấy loại:

a 5

b 4

d 2

28/ Nếu phân loại theo quá trình nhiệt động thì nhiệt dung riêng cơ mấy loại:

b 1

c 3

d 4

29/ Tỷ số giữa nhiệt dung riêng đẳng áp và nhiệt dung riêng đẳng tích là:

a Hằng số chất khí

b Số Mach

c Số mũ đa biến

d Số mũ đoạn nhiệt

30/ Hệ nhiệt động gồm mấy loại năng lượng:

a 6

b 3

c 4

d 5

31/ Có mấy loại công:

a 5

b 4

d 2

32/ Khi thể tích tăng thì công thể tích có giá trị:

a Dương

b Âm

c Tuỳ thuộc vào quá trình biến đổi

d Tuỳ thuộc vào từng chất khí

33/ Công thể tích có trong:

a Hệ hở và hệ đoạn nhiệt

b Hệ kín và hệ cô lập

c Hệ hở và hệ cô lập

d Hệ kín và hệ hở

34/ Khi áp suất tăng thì công kỹ thuật có giá trị:

a Tuỳ thuộc vào từng chất khí

c Tuỳ thuộc vào quá trình biến đổi

d Dương

35/ Công kỹ thuật có trong:

a Hệ hở

b Hệ đoạn nhiệt

c Hệ kín

d Hệ cô lập

36/ Biến đổi năng lượng toàn phần trong hệ kín bằng biến đổi:

a Năng lượng đẩy

b Ngoại thế năng

c Ngoại động năng

d Nội năng

37/ Biến đổi năng lượng toàn phần trong hệ hở bằng tổng biến đổi:

a Entrôpi và ngoại thế năng

b Entan pi và nội năng

c Nội năng và năng lượng đẩy

d Entanpi và ngoại động năng

38/ Trong hệ kín công ngoài bằng:

a Công thay đổi thể tích

b Công kỹ thuật

c Biến thiên entropi

d Biến thiên entanpi

39/ Khí thực là khí:

a Có lực tương tác giữa các phân tử

b không có trọng lượng

c Không có kích thước bản thân

d Có độ nén bằng 1

40/ Qúa trình chuyển hoá từ pha rắn sang pha hơi gọi là quá trình:

a Ngưng kết

b Ngưng tụ

c Nóng chảy

d Thăng hoa

41/ Khi nào thì phương trình trạng thái khí thực thành phương trình trạng thái của

khí lý tưởng:

a Nhiệt độ cao và áp suất thấp

b Áp suất cao và nhiệt độ thường

c Áp suất thấp và nhiệt độ thường

d Nhiệt độ cao và áp suất cao

42/ Số mũ đa biến trong quá trình đẳng nhiệt bằng:

a k

b 0

c Vô cùng

43/ Số mũ đa biến trong quá trình đoạn nhiệt bằng:

a Vô cùng

b 1

c 0

44/ Số mũ đa biến trong quá trình đẳng áp bằng:

a k

c 1

d Vô cùng

45/ Số mũ đa biến trong quá trình đẳng tích bằng:

a k

b 0

c Vô cùng

d 1

46/ Trên đồ thị T-s ở cùng nhiệt độ, đường đẳng tích so với đường đẳng áp luôn:

a Thoải hơn

b Không so sánh được

c Dốc hơn

d Độ dốc như nhau

47/ Trên đồ thị p-V, đường cong của quá trình đoạn nhiệt so với đường cong của

quá trình đẳng nhiệt

a Dốc hơn

b Thoải hơn

c Không so sánh được

d Độ dốc như nhau

48/ Trong quá trình đẳng nhiệt, công thay đổi thể tích so với công kỹ thuật luôn:

a Nhỏ hơn

b Lớn hơn

c Không so sánh được

d Bằng nhau

49/ Để xác định nhiệt lượng trong các quá trình nhiệt động ta xác định qua đồ thị:

a p-V

c T-s

d I-d

50/ Hỗn hợp gồm O2 và H2 có thành phần thể tích: rO2 = 30%; rH2 =70% Xác

định phân áp suất của khí thành phần nếu biết áp suất của hỗn hợp p = 2 bar

a r02 = 0,2 bar; rH2 = 1,8 bar

b r02 = 0,8 bar; rH2 = 1,2 bar

c r02 = 0,6 bar; rH2 = 1,4 bar

d r02 = 0,7 bar; rH2 = 1,3 bar

51/ Hỗn hợp gồm O2 và H2 có thành phần thể tích: rO2 = 30%; rH2 =70% Xác

định hằng số chất khí của hỗn hợp

a 259.46 J/kg0K

b 189.95 J/kg0K

c 287.76 J/kg0K

d 755.82 J/kg0K

52/ Hỗn hợp gồm O2 và H2 có thành phần thể tích: rO2 = 30%; rH2 =70% Xác

định thành phần khối lượng

a gO2 = 32,6%; gH2 = 67,4%

b gO2 = 87,3%; gH2 = 12,7%

c gO2 = 12,7%; gH2 =87,3%

d gO2 = 67.4%; gH2 = 32,6%

53/ Dòng không khí thứ nhất có lưu lượng G1 = 100kg/s, nhiệt độ 1500C hỗn hợp

với dòng không khí thứ hai có lưu lượng G2 = 144000kg/h, nhiệt độ 2000C Xác định nhiệt độ của hỗn hợp

a 183,6 0C

b 164,3 0C

c 176,5 0C

d 159,8 0C

54/ Trong một bình có vách ngăn, ngăn bên trái chứa 1 kg khí O2 ở nhiệt độ 270C,

ngăn bên phải chứa 1 kg thì N2 ở nhiệt độ 1270C Hãy xác định nhiệt độ của hỗn hợp sau khi bỏ vách ngăn?

a 600C.

b 900C.

c 800C

d 700C.

55/ Dòng không khí thứ nhất có khối lượng G1 = 120kg/h, nhiệt độ t1 = 5000C,

hỗn hợp với dòng không khí thứ hai có khối lượng G2 = 210 kg/h nhiệt độ t2 = 2000C Hãy xác định nhiệt độ của hỗn hợp

a 3760C

b 4150C

c 4530C

d 3090C

56/ Một bình kín chứa 10 kg khí O2 ở nhiệt độ 270C Người ta nạp vào bình một

dòng khí cũng là O2 ở nhiệt độ 370C Hãy xác định nhiệt độ của hỗn hợp?

a 540C.

b 380C.

c 420C.

d 490C

57/ Xác định thể tích riêng của khí N2 ở điều kiện tiêu chuẩn vật lý Biết áp suất

khí quyển 750mmHg

a 1.25 kg/m3

b 0,8 m3/kg

c 1.25 m3/kg

d 0,8 kg/m3

58/ Xác định thể tích riêng của khí N2 ở điều kiện áp suất dư pd = 0,2bar với

nhiệt độ t = 1270C Biết áp suất khí quyển 750mmHg

a 0.98 kg/m3

b 1.02 kg/m3

c 1.02 m3/kg

d 0.98 m3/kg

59/ Khối lượng riêng của khí N2 ở điều kiện tiêu chuẩn vật lý Biết áp suất khí

quyển 750mmHg

a 1.25 m3/kg

b 1.25 kg/m3

c 0,8 m3/kg

d 0,8 kg/m3

60/ Khối lượng riêng của khí N2 ở điều kiện áp suất dư pd = 0,2bar với nhiệt độ t

= 1270C Biết áp suất khí quyển 750mmHg

a 0,8 m3/kg

b 1.25 kg/m3

c 1.02 kg/m3

d 0.98 m3/kg

61/ Bình có độ chân không 420mmHg Áp suất tuyệt đối bằng bao nhiêu? Biết áp

suất khí quyển 768mmHg

a 0.464 mH2O

b 0.464 at

c 0.464 Pa

d 0.464 bar

62/ Bình có áp xuất dư 2bar Áp suất tuyệt đối bằng bao nhiêu? Biết áp suất khí

quyển 768mmHg

a 3,024 mH2O

b 3,024 Pa

c 3,024 at

d 3,024 bar

63/ Một bình có thể tích 0,5m3 chứa không khí ở áp xuất dư 2bar, nhiệt độ 200C

Lượng không khí cần thoát ra khỏi bình là bao nhiêu để áp suất trong bình có độ chân không 420mmHg trong điều kiện nhiệt độ trong bình coi như không đổi Biết

áp suất khí quyển 768mmHg

a 1.72 kg

b 2.54 kg

c 1.52 kg

d 1.95 kg

64/ 10 kg không khí ở nhiệt độ 270C được đốt nóng đến 1270C ở áp suất không

đổi Xác định nhiệt lượng

a 0 kJ

b 1010 kJ

c 290 kJ

d 720 kJ

65/ 10 kg không khí ở nhiệt độ 270C được đốt nóng đến 1270C ở áp suất không

đổi Xác định biến đổi entanpi

a 720 kJ

b 720 J

c 1010 kJ

d 1010 J

66/ 10 kg không khí ở nhiệt độ 270C được đốt nóng đến 1270C ở áp suất không

đổi Xác định biến đổi nội năng

a 720 J

b 290 kJ

c 720 kJ

d 1010 kJ