UNIVERZITET U NOVOM SADU,
FAKULTET TEHNICKIH NAUKA
Masinski odsek
ZADACI ZA PISMENI ISPIT IZ TERMODINAMIKE
1.3.2003.
x
m, p,V,T
Q
p
0
k
1.
Cilindar sa klipom ima 0.002 m
3
vazduha na 100 kPa. Klip je izlozen atmosferi na
100 kPa i nenapregnutoj opruzi konstante 16.2 kN/m. Dovodjenjem toplote vaz-
duh se siri sve do zapremine 0.003 m
3
. Tokom procesa klip se pomera sporo bez
trenja i sabija oprugu. Povrsina klipa je 0.018 m
2
. Smatrajuci vazduh idealnim
gasom, izracunati:
a)
konacni pritisak vazduha u cilindru, kPa,
b)
rad koji se obavi u procesu sirenja, kJ,
c)
toplotu koju treba dovesti vazduhu u ovom procesu, kJ.
2.
Izolovani rezervoar podeljen je pregradom na dva dela stalne zapremine. Na pocetku, jedan deo sadrzi vlaznu
vodenu paru na 0.7 MPa i stepena suvoce 0.5, a drugi deo je evakuisan (prakticno prazan - zanemariva kolicina
vode na zanemarivom niskom pritisku). Pregrada se ukloni, para ispuni ceo rezervoar i tada je na pritisku 2.7
bar. Odrediti:
a)
zapreminu prvobitno evakuisanog (praznog) dela rezervoara, m
3
,
b)
generisanu entropiju u ovom procesu, kJ/kgK.
3.
0.5 kg vazduha (id. gas) obavlja Karnotov kruzni proces ciji je termodinamicki stepen iskoriscenja toplote jednak
0.5. U procesu se dovodi 40 kJ toplote. Na pocetku izotermnog sirenja vazduh je na 7 bar i ima zapreminu 0.12
m
3
. Izracunati:
a)
najvisu i najnizu temperaturu kruznog procesa, K,
b)
zapreminu vazduha na kraju izotermnog sirenja, m
3
,
c)
rad i toplotu za svaki deo kruznog procesa, kJ,
d)
skicirati kruzni proces u (
p
,
v
) dijagramu stanja.
4.
Kroz neku prostoriju prolazi vodovodna cev. Temperatura spoljasnje povrsine cevi je 12
o
C. U prostoriji je vlazan
vazduh na 21
o
C. Koje relativne vlaznosti moze da ima vazduh, a da ne dodje do pojave rose (kondenzovane
vlage) na vodovodnoj cevi?
Novi Sad, 1. marta 2003.
dr Gordan Dragutinovic
RESENJE 1:
x
m, p,V,T
Q
p
0
k
3.
Cilindar sa klipom ima 0.002 m
3
vazduha na 100 kPa. Klip je izlozen atmosferi na
100 kPa i nenapregnutoj opruzi konstante 16.2 kN/m. Dovodjenjem toplote vaz-
duh se siri sve do zapremine 0.003 m
3
. Tokom procesa klip se pomera sporo bez
trenja i sabija oprugu. Povrsina klipa je 0.018 m
2
. Smatrajuci vazduh idealnim
gasom, izracunati:
d)
konacni pritisak vazduha u cilindru, kPa,
e)
rad koji se obavi u procesu sirenja, kJ,
f)
toplotu koju treba dovesti vazduhu u ovom procesu, kJ.
RESENJE
a)
0
pA
p A kx
=
+
,
1
xA
V
V
=
−
,
1
1
0
0
2
2
V
V
V
k
p
p
k
p
k
V
A
A
−
=
+
=
−
+
2
A
.
3
3
2
1
2
0
2
0.003 0.002
100 10
16.2 10
0.018
V
V
p
p
k
2
A
−
−
=
+
=
×
+
×
×
=
150000 Pa = 150 kPa = 1.5 bar.
b)
2
2
2
2
1
1
1
,12
0
0
2
1
2
1
2
2
2
2
2
1
1
(
)
(
def
V
V
k
k
L
pd V
p
k
V d V
p
k
V
V
V
A
A
A
A
=
=
−
+
=
−
−
+
−
∫
∫
)
V
,
3
3
3
2
1
,12
2
2
2
0.002
16.2 10
100 10
16.2 10
(0.003 0.002)
(0.003
0.002 )
0.018
0.018
def
L
×
=
×
−
×
×
−
+
−
2
=
125 Nm(J) = 0.125
kJ.
c)
0
d m
d
=
τ
,
def
d U
Q
L
d
=
−
τ
.
Integracijom jednacine energije izmedju dva stanja 1 i 2 dobija se
2
1
0
m
m
−
=
,
2
2
1
,2
12
,2
1
def
def
U
U
Qd
L
Q
L
−
=
τ −
=
−
∫
.
Posto je
2
1
2 2
1 1
2
1
2
1
(
)
(
v
U
U
m u
m u
m u
u
m c T
T
−
=
−
=
−
=
−
)
,
pv
R T
=
,
,
pV
m R T
=
2
1
2
1
(
)
v
u
u
c T
T
−
=
−
,
bice
2
1
2 2
1 1
2
1
2
1
2 2
2 2
2 2
2 2
1
1
(
)
(
)
(
)
(
)
1
v
v
U
U
m u
m u
m u
u
m c T
T
c p V
p V
p V
p V
R
−
=
−
=
−
=
−
=
−
=
−
κ −
.
Dakle,
12
2
1
,12
2 2
1 1
,12
1
1
(
)
(150 0.003 100 0.002) 0.125
1
1.4 1
def
d ef
Q
U
U
L
p V
p V
L
=
−
+
=
−
+
=
×
−
×
+
κ −
−
=
0.75 kJ.
