Pytania do zestawów z Termodynamiki

Pytania do zestawów z Termodynamiki
1. Wyjaśnić pojęcie układu termodynamicznego. Kiedy układ termodynamiczny jest
otwarty, a kiedy zamknięty ? P
2. Wymienić i krótko omówić rodzaje powierzchni oddzielających układ
termodynamiczny od otoczenia. P
3. Co to jest parametr fizyczny układu. Jaka jest różnica między parametrem fizycznym
i termodynamicznym układu ? P
4. Parametr termodynamiczny układu. Jaki parametr nazywamy intensywnym, a jaki
ekstensywnym. Podać przykłady obu typów parametrów. P
5. Wyjaśnić pojęcie stanu układu termodynamicznego. P
6. Pojęcie i rodzaje równowagi termodynamicznej. P
7. Przemiana termodynamiczna. Rodzaje przemian. P
8. Energia układu termodynamicznego. P
9. Praca zewnętrzna przemiany termodynamicznej. Podać jej interpretację w układzie
p-v. P
10. Ciepło przemiany termodynamicznej. Podać jego interpretację w układzie T-s.
P
11. Wymienić i krótko omówić rodzaje czynników termodynamicznych. P
12. Wymienić prawa rządzące gazami doskonałymi. Podać odpowiednie zależności. P
13. I zasada termodynamiki. Podać dwie podstawowe matematyczne formy jej zapisu
(jedna zawierająca energię wewnętrzną i druga zawierająca entalpię). P
14. Co to jest entalpia układu. Wyjaśnić sens fizyczny tego parametru. P
15. Co to jest praca techniczna przemiany ? Podać zależność i interpretację geometryczną.
na wykresie p-v. Podczas jakiej przemiany praca techniczna jest równa zeru
i dlaczego ? P
16. Co to jest entropia układu ? Podać wzór definicyjny oraz jednostkę. Kiedy entropia
układu jest równa zeru i dlaczego ? P
17. Narysować i omówić przemianę izobaryczną w układach p-v i T-s. P
18. Narysować i omówić przemianę izochoryczną w układach p-v i T-s. P
19. Narysować i omówić przemianę izotermiczną w układach p-v i T-s. P
20. Narysować i omówić przemianę adiabatyczną w układach p-v i T-s. P
21. Podać definicję i jednostkę ciepła właściwego. Zależność pomiędzy ciepłem
właściwym przy stałym ciśnieniu i stałej objętości dla gazu doskonałego. P
22. Wymienić i omówić podstawowe sformułowania II zasady termodynamiki. P
23. Wymienić i krótko omówić podstawowe przemiany odwracalne. P
24. Co to jest obieg termodynamiczny ? Kiedy jest on odwracalny, a kiedy
nieodwracalny ? Narysować i opisać przykładowy obieg na wykresie p-v. P
25. Ciepło i praca zewnętrzna obiegu. Definicja sprawności cieplnej obiegu silnika. P
26. Narysować i omówić obieg Carnota. Podać wzór na sprawność obiegu i
przeprowadzić analizę. P
28. Wymienić podstawowe rodzaje obiegów i podać, gdzie znajdują one zastosowanie. P
29. W układzie zamkniętym, w którym zachodzi przemiana izobaryczna, zmiana entropii:
a) musi być dodatnia,
b) musi być równa zeru,
c) musi być ujemna,
d) może być dodatnia, ujemna lub równa zeru. P
30. Zmiana entropii dowolnego układu zamkniętego, w którym zachodzi przemiana
adiabatyczna:
a) może być dodatnia, ujemna lub równa zeru,
b) może być dodatnia lub równa zeru, ale nigdy ujemna,
c) jest zawsze ujemna,
d) jest zawsze równa zeru,
e) jest zawsze dodatnia. P
31. Jeśli przemiana jest odwracalna, wówczas zmiana entropii całego układu (łącznie ze
źródłem ciepła) jest:
a) zawsze dodatnia,
b) w pewnych warunkach może nie być dodatnia. P
32. Jeśli przemiana jest izentropowa i adiabatyczna, jest ona odwracalna. Czy
sformułowanie jest prawdziwe? Odpowiedź uzasadnić. P
33. Nieodwracalność powoduje spadek entropii izolowanego układu. Czy sformułowanie
jest prawdziwe? Odpowiedź uzasadnić. P
34. Zmiana entropii dla dowolnego układu zamkniętego, który podlega nieodwracalnej
przemianie adiabatycznej:
a) może być dodatnia, ujemna lub równa zeru,
b) może być dodatnia lub równa zeru, lecz nieujemna,
c) jest ujemna,
d) jest dodatnia,
e) jest równa zeru,
f) jest nieokreślona. Odpowiedź uzasadnić. P
35. Czynnik rozpręża się nieodwracalnie w nieizolowanym cylindrze. Zmiana
entropii czynnika jest:
a) równa zeru,
b) dodatnia,
c) ujemna,
d) równa lub większa od zera,
e) nieokreślona. P
36. Ze zbiornika z powietrzem powoli odbierane jest ciepło. Zmiana entropii powietrza
jest:
a) dodatnia,
b) ujemna,
c) równa zeru. P
37. Gaz doskonały rozpręża się w cylindrze, przesuwając tłok. Cylinder jest dobrze
izolowany i wymiana ciepła jest pomijalna. Temperatura gazu:
a) spada,
b) pozostaje stała,
c) rośnie. P
38. Układ podlega obiegowi nieodwracalnemu. Zmiana entropii układu:
a) rośnie,
b) pozostaje stała,
c) maleje,
d) jest nieokreślona. P
39. Układ podlega obiegowi nieodwracalnemu. Entropia otoczenia:
a) rośnie,
b) pozostaje stała,
c) spada,
d) jest nieokreślona. P
40. Wewnętrznie odwracalny układ traci ciepło do otoczenia. Entropia układu:
a) rośnie,
b) pozostaje stała,
c) spada,
d) jest nieokreślona. P
41. Czynnik podlega wewnętrznie odwracalnej przemianie. Jego entropia:
a) musi rosnąć,
b) jest stała,
c) musi maleć,
d) może rosnąć, maleć lub być stała, zależnie od przemiany. P
42. Przemiana izentropowa, przy stałej objętości, jest także izotermiczna.
Czy sformułowanie jest prawdziwe? Odpowiedź uzasadnić. P
43. Gaz doskonały rozpręża się w cylindrze, wyciskając tłok. Cylinder jest tak dobrze
izolowany, że wymiana ciepła jest pomijalnie mała. Co się stanie z temperaturą gazu
(uzasadnij odpowiedź) a) wzrośnie, b) pozostanie stała, c) zmaleje.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------43. Masowe i objętościowe natężenie przepływu. Definicje i jednostki. P
44. Podać i omówić równanie ciągłości przepływu (zachowania masy). P
45. Podać i omówić równanie bilansu energetycznego dla układu o przepływie ustalonym.
46. Co to jest liczba Macha i prędkość dźwięku ? Podać odpowiednie zależności. P
47. Parametry spiętrzenia. Podać odpowiednie zależności na temperaturę i ciśnienie
spiętrzenia. P bez zależności.
48. Parametry krytyczne. Podać i omówić związki pomiędzy parametrami krytycznymi
a parametrami spiętrzenia. P bez związków.
49. Jaki kanał przepływowy nazywamy dyszą ? Przeanalizować wpływ kształtu dyszy na
prędkość i rodzaj przepływu (powołać się na odpowiednią zależność) P
50. Jaki kanał przepływowy nazywamy dyfuzorem ? Przeanalizować wpływ kształtu
dyfuzora na prędkość i rodzaj przepływu (powołać się na odpowiednią zależność) P
51. Omówić wpływ ciśnienia za dyszą na przepływ w dyszy zbieżnej.
52. Jaki kształt posiada dysza naddźwiękowa ? Omówić przebieg prędkości, ciśnienia
i prędkości dźwięku w dyszy de Lavala. P
53. Omówić wpływ tarcia na przepływ poddźwiękowy płynu ściśliwego w dyszy zbieżnej
(skorzystać z wykresu i-s).
54. Omówić wpływ pracy na przepływ płynu ściśliwego w dyszy zbieżnej (skorzystać
z wykresu i-s).
55. Wymienić i krótko omówić podstawowe typy zwężek pomiarowych stosowanych
przy pomiarach natężenia przepływu. P
56. Podać i omówić wzór będący podstawą pomiaru natężenia przepływu przy pomocy
zwężek.
57. Obliczyć objętość właściwą v i prędkość dźwięku dla pary wodnej o temperaturze
300ºC i ciśnieniu 200 kPa. P
58. Obliczyć prędkość dźwięku a i liczbę Macha M dla powietrza o temperaturze 600ºC,
przepływającego kanałem z prędkością 400 m/s. P
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------58. Wymienić i omówić podstawowe rodzaje wymiany ciepła. P
59. Jaka jest różnica pomiędzy ustaloną i nieustaloną wymianą ciepła ?
P
60. Podać definicję, jednostkę oraz zależność na strumień ciepła dla przypadku
ustalonego i nieustalonego. P
61. Podać definicję, jednostkę i zależność na gęstość strumienia ciepła. Wymienić
podstawowe rodzaje gęstości strumienia stosowane w praktyce w przypadku
ustalonej wymiany ciepła. P
62. Prawo Bio-Fouriera stosowane w procesie przewodzenia ciepła. Podać
i omówić postać matematyczną tego prawa. P
63. Omówić wpływ temperatury na współczynnik przewodnictwa dla gazów, cieczy
i metali. Podać zakresy wartości tego współczynnika oraz najczęściej stosowaną
zależność funkcyjną.
64. Podać i omówić zależność na nieustalone przewodnictwo cieplne w postaci ogólnej
i dla procesu jednowymiarowego.
65. Podać i omówić zależność na gęstość strumienia ciepła przewodzonego przez ściankę
płaską. P
66. Podać i omówić zależność na współczynnik przenikania dla ścianki składającej się
z n warstw o grubości i i współczynniku przewodnictwa i, gdzie i = 1..n.
67. Podać i omówić zależność na liniową gęstość strumienia ciepła przewodzonego przez
jednowarstwową ściankę walcową. P
68. Podać i omówić korzystając z odpowiednich ilustracji trzy rodzaje warunków
brzegowych związanych z przejmowaniem ciepła na powierzchni ciała stałego.
69. Omówić zjawisko unoszenia ciepła. Podać i omówić podstawową zależność na
gęstość strumienia. P
70. Wymienić założenia upraszczające stosowane podczas analizy wymiany ciepła
w procesie unoszenia wymuszonego.
71. Wymienić podstawowe liczby podobieństwa mechanicznego i cieplnego. Podać
zależności na liczbę Nusselta i Reynoldsa wraz z objaśnieniem występujących
tam wielkości. P
72. Podać zasadę podobieństwa oraz ogólną postać związku funkcyjnego wynikającą
z tej zasady. P
73. Podać i omówić wzór empiryczny stosowany przy analizie wymiany ciepła
w ruchu swobodnym w przestrzeni nieograniczonej.
74. Wymienić i omówić trzy zasadnicze przypadki wzajemnego przepływu ciał
wymieniających energię cieplną w wymiennikach ciepła.
75. Omówić zjawisko promieniowania cieplnego. P
76. Wymienić podstawowe prawa, którym podlega promieniowanie cieplne. P
77. Podać zależność i jednostkę oraz wyjaśnić pojęcie emisyjności danego ciała. P
78. Jakie ciała nazywamy doskonale czarnymi ? Czy w przyrodzie spotykamy takie
ciała ? Jeżeli tak, to podać przykłady takich ciał. Jeżeli nie, to podać ciała najbardziej
zbliżone do ciał doskonale czarnych. P
79. Podać i omówić związek pomiędzy stopniem pochłaniania a emisyjnością ciała.
80. Podać i omówić zależność stanowiącą prawo Stefana-Bolzmanna. P
81. Narysować krzywą i omówić prawo przesunięć Wiena.
82. Jakie ciało nazywamy doskonale szarym ? Czy rzeczywiste ciała spełniają ten
warunek. Odpowiedź uzasadnić. P
83. Podać prawo wiążące między sobą emisyjność i zdolność pochłaniania ciał
(wynikające z prawa Kirchoffa). Podać postać matematyczną tego prawa. P
84. Podać i omówić zależność na zredukowany współczynnik stopnia czarności układu.
85. Wymienić i omówić podstawowe rodzaje stosowanych ekranów cieplnych.
Podać przykłady ich praktycznego zastosowania w szczególności w ochronie
ppożarowej. P
------------------------------------------------------------------------------------------------------86. Wymienić i omówić podstawowe rodzaje parowania wody. P
87. Para nasycona mokra, para nasycona sucha, para przegrana. Scharakteryzować
każdy z wymienionych rodzajów pary i podać ich podstawowe parametry. P
88. Wyjaśnić pojęcie entalpii pary nasyconej suchej i ciepła parowania. Podać
odpowiednie zależności. P
89. Wymienić i podać zależności na podstawowe parametry pary wilgotnej. P
90. Wymienić podstawowe układy, którymi posługujemy się podczas badania
przemian pary wodnej. Naszkicować i omówić jeden z wybranych wykresów. P
91. Praca i ciepło przemiany izotermicznej pary wodnej. Podać zależności i zilustrować
na wykresie i-s. P
92. Praca i ciepło przemiany izobarycznej pary wodnej. Podać zależności i zilustrować
na wykresie i-s. P
93. Praca i ciepło przemiany izentropowej pary wodnej. Podać zależności i zilustrować
na wykresie i-s.
94. Praca i ciepło przemiany izochorycznej pary wodnej. Podać zależności i zilustrować
na wykresie i-s. P
95. Omówić proces dławienia pary wodnej. Zilustrować go na wykresie i-s.
96. Omówić sposób wyznaczania parametrów pary podczas jej dławienia wykorzystując
w tym celu wykres i-s.
Uwaga: Litera P przy pytaniu oznacza, że znajomość podanego zagadnienia stanowi
warunek konieczny zaliczenia przedmiotu.