KURZUS: Hő- és áramlástan

MODUL: IV. modul: Termodinamika

IV. modulzáró feladatsor

1. kérdés

Három állítást közlünk.

1.Rendszernek tekintjük az anyagi valóság egy általunk meghatározott szempont vagy szempontrendszer szerint elhatárolt részét, melyet a rendszer fala választ el az anyagi valóság többi részétől.
2.A rugalmas és adiatermikus falú rendszer a környezettel mechanikai és termikus kölcsönhatásban is állhat.
3.A termikus kölcsönhatást kizáró falú rendszerben az állapotjelzők nem változnak meg.
Válassza ki a fenti állításokra vonatkozó értékelések közül a helytállót.
a) Az 1. helyes a többi helytelen.
b) A 2. helyes a többi helytelen.
c) A 3. helyes a többi helytelen
d) Mindhárom helyes.
e) Egyik sem helyes.
f) Az 1. és a 2. helyes a 3. helytelen.

2. kérdés

Válassza ki az alább megadott négy lehetőség közül a hiányos meghatározás végére helyesen illeszkedőt!

A termodinamika I. főtétele azt fejezi ki, hogy...
a) a rendszerrel közölt hő hatására a rendszer mechanikai energiát ad le, miközben a rendszer belső energiája változatlan marad.
b) a rendszerrel közölt hő a rendszer belsőenergiájának növekedését eredményezi.
c) az energia-megmaradás következtében a rendszer összes energiája súrlódásmentes esetben állandó marad.
d) a rendszerrel közölt hő és mechanikai energia a rendszer belsőenergiájának növekedését eredményezi.

3. kérdés

Három állítást közlünk.

1.A termodinamika II. főtétele az energia-megmaradás törvényén alapul.
2.A termodinamika II. főtétele az I. főtételtől független tapasztalati törvény.
3.A termodinamika II. főtétele kimondja, hogy a hőenergia és a mechanikai energia egymásba történő átalakítása nem lehet tökéletes.
Válassza ki a fenti állításokra vonatkozó értékelések közül a helytállót.
a) Mindhárom helyes.
b) Egyik sem helyes.
c) Az 1. helyes a többi helytelen.
d) Az 1. és a 2. helyes a többi helytelen.
e) A 2. helyes a többi helytelen.
f) A 2. és a 3. helyes az 1. helytelen.
g) A 3. helyes a többi helytelen

4. kérdés

Milyen állapotváltozásból nyerhető hasznosítható munka a gyakorlatban?
a) Minden olyan állapotváltozásból, melynek során a rendszer térfogata nő.
b) Az állandó nyomású állapotváltozás kivételével mindegyik állapotváltozásból nyerhető hasznosítható munka.
c) Az izotermikus állapotváltozás kivételével mindegyik állapotváltozásból nyerhető hasznosítható munka.
d) Csak az adiabatikus állapotváltozásból nyerhető hasznosítható munka.
e) A térfogat-növekedéssel és egyidejű nyomáscsökkenéssel együtt járó állapotváltozásokból nyerhető hasznosítható munka.

5. kérdés

Három állítást közlünk.

1.Az Ottó-körfolyamat termodinamikai hatásfoka megegyezik a Brayton-körfolyamatéval.
2.A Diesel-körfolyamat és Brayton-körfolyamat csak a hőelvonás tekintetében különbözik egymástól.
3.A Carnot-körfolymatot ideális gázzal meg lehetne valósítani.
Válassza ki a fenti állításokra vonatkozó értékelések közül a helytállót.
a) Mindhárom helyes
b) Az 1. helyes a többi helytelen.
c) Az 1. és a 2. helyes, a 3. helytelen.
d) Az 1. helytelen, a többi helyes.
e) A 2. helyes a többi helytelen.
f) Az 1. és a 3. helyes, a 2. helytelen.
g) A 3. helyes a többi helytelen.

6. kérdés

Az itt látható ábrára vonatkozóan az alábbi megállapításokat tesszük:

1.Az állapotváltozások közül csak az 1-2 és a 3-4 közöttiek esetében állandó a nyomás.
2.Az expanzió adiabatikus és a végállapotban a közeg száraz telített állapotban van.
3.A szivattyúzás folyamata állandó hőmérsékletű állapotváltozás.
Válassza ki a fenti állításokra vonatkozó értékelések közül a helytállót.
a) Mindhárom helyes
b) Egyik sem helyes
c) Az 1. helyes a többi helytelen.
d) Az 1. és a 2. helyes, a 3. helytelen.
e) Az 1. és a 3. helyes, a 2. helytelen.
f) A 2. helyes a többi helytelen.
g) A 3. helyes a többi helytelen.

7. kérdés

Három állítást közlünk a gőzzel működő hűtő körfolyamatokkal kapcsolatosan.

1.A kompresszorba belépő közeg telített vagy nedves gőz.
2.A hőleadó hőcserélőben a közeg hőmérséklete nagyobb, mint a környezeté.
3.A fojtószelepből kilépő közeg minden esetben nedves gőz.
Válassza ki a fenti állításokra vonatkozó értékelések közül a helytállót.
a) A 2. és a 3. helyes, az 1. helytelen.
b) Mindhárom helyes.
c) Az 1. helyes, a 2. és a 3. helytelen.
d) Az 1. és a 2. helyes, a 3. helytelen.
e) Az 1. és a 3. helyes, a 2. helytelen.
f) A 2. helyes, a többi helytelen.
g) Mindhárom helytelen.

8. kérdés

Három állítást közlünk a nedves levegővel kapcsolatosan.

1.Egyazon légállapothoz tartozó harmatponti hőmérséklet mindig nagyobb, mint a nedves hőmérséklet.
2.A felületi hőcserélőben történő levegő melegítés során a levegő relatív nedvességtartalma egyre csökken.
3.A levegő abszolút nedvességtartalmának változtatása csak víz vagy gőz beporlasztásával ill. befúvatásával lehetséges.
Válassza ki a fenti állításokra vonatkozó értékelések közül a helytállót.
a) A 2. és a 3. helyes, az 1. helytelen.
b) Mindhárom helyes.
c) Az 1. helyes, a 2. és a 3. helytelen.
d) Az 1. és a 2. helyes, a 3. helytelen.
e) Az 1. és a 3. helyes, a 2. helytelen.
f) A 2. helyes, a többi helytelen.
g) Mindhárom helytelen.

1. feladat

(A feladat megoldásánál legfeljebb négy értékes jegyre kerekítve szíveskedjék számolni!)

Egy adiabatikus expanzió során a hőmérsékletcsökkenés 239 °C, a kezdő nyomás 6,4 bar. Határozzuk meg

  • az időegység alatt nyerhető munkát, ha tudjuk, hogy percenként 0,19 kg nitrogén gáz expanziójáról van szó,
  • a nitrogén gáz végnyomását, ha tudjuk hogy a hőmérséklete az expanzió után 92 °C.
Az időegység alatt nyerhető munka (J/s) mértékegységben, a végnyomás pedig (bar) mértékegységben:
a) 298; 1,42
b) 561; 1,1
c) 362; 1,1
d) 362; 0,072
e) 531; 0,072
f) 651; 1,42
g) 472; 0,94

2. feladat

(A feladat megoldásánál legfeljebb négy értékes jegyre kerekítve szíveskedjék számolni!)

Egy izotermából, egy adiabatából (kompresszió) és egy izobárból állítunk össze egy körfolyamatot. A körfolyamatban résztvevő levegő 134 °C állandó hőmérsékleten hőt vesz fel, aminek értéke 89 kJ/kg. Határozzuk meg hogy a körfolyamat szolgáltat-e hasznos munkát vagy fenntartásához folyamatosan külső munkát fogyaszt! Mennyi a körfolyamatban előforduló minimális hőmérséklet.

A körfolyamat jellege és a minimális hőmérséklet °C mértékegységben:
a) munkát fogyaszt; 32,2
b) munkát fogyaszt; 54,4
c) munkát fogyaszt; 76,5
d) munkát szolgáltat; 32,2
e) munkát szolgáltat; 54,4
f) munkát szolgáltat; 76,5

3. feladat

(A feladat megoldásánál legfeljebb négy értékes jegyre kerekítve szíveskedjék számolni!)

Egy gőzturbinából az expandált, 10% nedvességtartalmú gőz egy olyan kondenzátorba érkezik, ahol 1,15 bar a nyomás. Határozza meg a gőzturbinába belépő gőz nyomását, a kondenzátorban uralkodó hőmérsékletet, és a turbina teljesítményét, ha tudja, hogy a gőzturbina belépőcsonkjánál percenként 0,63 kg 475 °C hőmérsékletű gőz lép be! A vízgőz expanzióját adiabatikusnak tételezze fel!

A gőzturbinába belépő gőz nyomása, a kondenzátorban uralkodó hőmérséklet és a turbina teljesítménye (bar), (°C) ill. (kW) mértékegységben:
a) 55; 105; 12,6
b) 60; 110; 23,2
c) 50; 120; 11,6
d) 70; 105; 9,45
e) 65; 120; 14,3
f) 75; 105; 10,4

4. feladat

(A feladat megoldásánál legfeljebb négy értékes jegyre kerekítve szíveskedjék számolni!)

Mennyi a hőmérséklete az adiabatikusnak tekinthető kompresszorból távozó 6,5 bar nyomású ammóniának, ha a kompresszorba belépő ammónia 5% nedvességtartalmú és hőmérséklete -25 oC. Mekkora kompresszor teljesítményszükséglete, ha percenként 230 gramm ammónia komprimálása történik?

A kompresszorból távozó ammónia hőmérséklete és a kompresszor teljesítményszükséglete (oC) ill. (W) mértékegységben:
a) 30; 510
b) 25; 510
c) 45; 380
d) 40; 380
e) 12; 690
f) 35; 690

5. feladat

(A feladat megoldásánál legfeljebb négy értékes jegyre kerekítve szíveskedjék számolni!)

A levegőt egy felületi hőcserélőben 32 °C-ról 18 °C-ra kell lehűteni. Kell-e számolni nedvességkiválással? Ha igen, akkor óránként mennyi nedvesség elvezetéséről kell gondoskodni és mekkora a hűtési hőszükséglet? A levegő a belépésnél 55% relatív nedvességtartalmú és tömegárama 0,7 kg/min. A hűtési hő szükséglet számításánál a kondenzációs hőt figyelmen kívül hagyhatja!

A nedvességkiválás előfordulása, az elvezetendő nedvesség mennyisége (liter/óra) és a hűtési hőszükséglet (W) mértékegységben:
a) van nedvességkiválás; 8,676; 257
b) van nedvességkiválás; 8,676; 136
c) van nedvességkiválás; 0,145; 136
d) van nedvességkiválás; 0,145; 257
e) nincs nedvességkiválás; 0; 257
f) nincs nedvességkiválás; 0; 136
g) nincs nedvességkiválás; 0; 315