8/19/2019 2005-05-13

1/1

Pismeni dio ispita iz Termodinamike I (Nauke o toplini I) Zagreb, 13. 05. 2005.

1. ZADATAK

Neizolirani cilindar promjera 200  mm

zatvoren je pomičnim stapom koji je u

početnom položaju udaljen 50  cm oddna cilindra. U cilindru je zrak okolišne

temperature. S vanjske strane na stap

pritišće opruga linearne značajke

(konstanta opruge k   = 150 N/cm), čija

bi duljina u neopterećenom stanju bila

60 cm. Opruga se drugim krajem upire

o vijak i to tako da je, kad je stap u

početnom položaju, stvarna duljina

opruge 50 cm. S vanjske strane na stap

djeluje i okoliš normalnog stanja.

a) 

Koliko zraka ima u cilindru?b)  Ako se polaganim pritezanjem

vijka desni kraj opruge pomakne za 20 cm ulijevo, za koliko će se pomaknuti lijevi kraj

opruge sa stapom ulijevo? Koliki je konačni tlak zraka?

Podsjetnik: Rješenja kvadratne jednadžbe ( )002 ≠=++ acbxax   su

aacbb x 2 / 42

2,1   −±−= .

2. ZADATAKNepoznati plin količine 0,02 kmol i početnog stanja 5 bar i 20  °C ekspandira politropski na

temperaturu 50 °C, nakon čega se izobarno hladi na početnu temperaturu. Toplina izmijenjena

u prvom dijelu procesa po apsolutnom je iznosu dvostruko veća od topline izmijenjene u

drugom dijelu procesa. Zbroj tih dviju toplina, uzimajući u obzir i njihove predznake, iznosi

+25 kJ. Za izvođenje ovog procesa raspolažemo ogrjevnim spremnikom stalne temperature

100 °C i okolišem normalnog stanja.

Koliki je gubitak rada u ovom procesu?

Skica procesa u v p,  i sT , -dijagramu!

3. ZADATAKU toplinski izolirano mješalište ulazi pregrijana vodena para tlaka 1 bar i 300 °C i miješa se s

vrelom kapljevinom istoga tlaka. Protočna masa nastale mješavine, tlaka 1 bar i y = 0,1, iznosi

3000 kg/h.

Potrebno je računskim putem odrediti protočne mase pojedinih struja koje ulaze u mješalište,

te prirast entropije nastao zbog miješanja!

a)  Koliko bi se u najpovoljnijem slučaju moglo dobiti rada iz nastale mješavine, ako je tlak

okoliša 1 bar i temperatura 20 °C?

b)  Umjesto toga, nastala para se ukapljuje i  podhlađ uje  za 5 °C direktnim miješanjem s

rashladnom vodom temperature 20 °C, koja se dovodi pod istim tlakom od 1  bar.

Izračunati potrebnu koli

činu (kg/h) rashladne vode!Skica cjelokupnoga procesa u sh, -dijagramu!

20 cm

z 1 = 0,5 m   l 1 = 0,5 m

∆l =?   p ok

p ok

p 1

p 2

 

Skica uz zadatak 1