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.
1 pont
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.
1 pont
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
1 pont
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.
1 pont
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.
1 pont
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.
1 pont
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.
1 pont
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 pont
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
3 pont
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 pont
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
3 pont
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 o C. Mekkora kompresszor teljesítményszükséglete, ha percenként 230 gramm ammónia komprimálása történik?
A kompresszorból távozó ammónia hőmérséklete és a kompresszor teljesítményszükséglete (o C) ill. (W) mértékegységben:
| a) 30; 510
| b) 25; 510
| c) 45; 380
| d) 40; 380
| e) 12; 690
| f) 35; 690
3 pont
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
3 pont