Температура воздуха в цилиндре 7 градусов: № 525. Температура воздуха в цилиндре (см. рис. 58) 7 °С. На сколько переместится поршень при нагревании воздуха на 20 К, если l = 14 см?

Энергетическое образование

Примеры решения задач по теме «Процессы изменения состояния идеальных газов»

1. В закрытом сосуде емкостью $V = 300$ л содержится $3$ кг газа при давлении $p_1 = 8$ ат и температуре $t_1 = 20$ °C. Определить давление (ат) и удельный объем после охлаждения воздуха до $0$ °C.

2. В закрытом сосуде заключен газ при разрежении $p_1 = 6.7$ кПа и температуре $t_1 = 70$ °C. Показания барометра – $742$ мм.рт.ст. До какой температуры нужно охладить газ при том же атмосферном давлении, чтобы разрежение стало $p_2 = 13.3$ кПа?

3. В закрытом сосуде емкостью $V = 0.6$ м³ содержится азот при давлении (абсолютном) $p_1 = 0.5$ МПа и температуре $t_1 = 20$ °C. В результате охлаждения сосуда азот, содержащийся в нем, теряет $105$ кДж. Определить, какие давление и температура устанавливаются в сосуде после охлаждения.

4. Сосуд емкостью $90$ л содержит углекислый газ при абсолютном давлении $0.8$ МПа и температуре $30$ °C. Определить количество теплоты, которое необходимо сообщить газу при $v = const$, чтобы давление поднялось до $1. 6$ МПа.

5. Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть $2$ м³ воздуха при постоянном избыточном давлении $p = 2$ ат от $t_1 = 120$ °C до $t_2 = 450$ °C? Какую работу при этом совершит воздух? Атмосферное давление принять равным $750$ мм.рт.ст., учесть зависимость теплоемкости от температуры.

6. В установке воздушного отопления внешний воздух при $t_1 = – 15$ °C нагревается в калорифере при $p = const$ до $60$ °C. Какое количество теплоты надо затратить для нагревания $1000$ м³ наружного воздуха? Давление воздуха считать равным $755$ мм.рт.ст.

7. Уходящие газы котельной установки проходят через воздухоподогреватель. Начальная температура газов $t_{г1} = 300$ °C, конечная $t_{г2} = 160$ °C; расход газов равен $900$ кг/ч. Начальная температура воздуха составляет $t_{в1} = 15$ °C, а расход его равен $800$ кг/ч. Определить температуру нагретого воздуха $t_{в2}$, если потери тепла в воздухоподогревателе составляет $4$ %. Средние теплоемкости для газов и воздуха принять соответственно равными $1. 0467$ и $1.0048$ кДж/(кгּ К).

8. При сжигании в топке парового котла каменного угля объем продуктов сгорания составляет $V_н = 11.025$ м³/кг (объем при нормальных условиях, приходящийся на 1 кг топлива). Анализ продуктов сгорания показывает следующий их объемный состав: $CO = 10$ %; $O2 = 8$ %; $h3O = 10$ %; $N2 = 72$ %. Определить количество теплоты, теряемой с уходящими газами (в расчете на $1$ кг топлива), если на выходе из котла температура газов равна $180$ °C, а температура окружающей среды $20$ °C. Давление продуктов сгорания принять равным атмосферному. Учесть зависимость теплоемкости от температуры.

9. Воздух в количестве $1$ кг при температуре $t = 30$ °C и начальном давлении $p_1 = 0.1$ МПа изотермически сжимается до конечного давления $p_2 = 1$ МПа. Определить конечный объем, затрачиваемую работу изменения объема и количество теплоты, отводимой от газа.

10. Воздух в количестве $12$ кг при температуре $t = 27$ °C изотермически сжимается до тех пор, пока давление не становится равным $4$ МПа. На сжатие затрачивается работа $L = –6$ МДж. Найти начальные давление и объем, конечный объем и теплоту, отведенную от воздуха.

11. Воздух в количестве $0.5$ кг изотермически расширяется от давления $p_1 = 100$ ат до $p_2$. Определить давление $p_2$ в ат, работу изменения объема $L_{1-2}$ и отведенную теплоту $Q_{1-2}$, если $\frac{v_2}{v_1} = 5$ и $t_1 = 30$ °C.

12. В идеально охлаждаемом компрессоре происходит изотермическое сжатие углекислого газа. В компрессор поступает $700$ м³/ч газа (приведенного к нормальным условиям) при $p_1 = 0.095$ МПа и $t_1 = 47$ °C. Давление за компрессором $p_2 = 0.8$ МПа. Найти теоретическую мощность приводного двигателя $N_0$ (кВт) и теоретический расход $M_в$ охлаждающей компрессор воды (в кг/ч), если она нагревается в системе охлаждения на $Δt = 15$ °C.

13. Воздух при температуре $t_1 = 20$ °C должен быть охлажден посредством адиабатного расширения до температуры $t_2 = –30$ °C. Конечное давление воздуха при этом должно составлять $0. 1$ МПа. Определить начальное давление воздуха $p_1$ и работу расширения $1$ кг воздуха.

14. Воздух при температуре $120$ °C изотермически сжимается так, что его объем становится равным $0.25$ начального, а затем расширяется по адиабате до начального давления. Определить температуру воздуха в конце адиабатного расширения. Представить процессы расширения и сжатия в диаграммах pv и Ts.

15. При адиабатном расширении $1$ кг воздуха $K = 1.40 = сonst$ температура его падает на $100$ K. Какова полученная в процессе расширения работа и сколько теплоты следовало бы подвести к воздуху, чтобы ту же работу получить в изотермическом процессе?

16. Воздух в количестве $1$ кг политропно расширяется от $12$ до $2$ ат, причем объем его увеличился в $4$ раза; начальная температура воздуха равна $120$ °C. Определить показатель политропы, начальный и конечный объемы, конечную температуру и работу расширения.

17. При политропном сжатии $1$ кг воздуха до объема $v_2 = 0.1ּ v_1$ температура поднялась с $10$ до $90$ °C. Начальное давление равно $0.8$ бар; $R = 287$ Дж/(кгּ K). Определить показатель политропы, конечные параметры газа, работу сжатия и количество отведенной наружу теплоты.

18. Воздух в компрессоре сжимается по политропе $n = 1.25$ от $1$ до $8$ бар; начальная температура воздуха $5$ °C. После сжатия воздух проходит через холодильник, охлаждаемый холодной водой, начальная температура которой $t_1 = 10$ °C, а конечная равна $t_2 = 18$ °C. Определить часовой расход охлаждающей воды, если производительность компрессора $1000$ мн³/ч при нормальных физических условиях, а воздух в холодильнике изобарно охлаждается до $30$ °C.

19. В воздушном двигателе воздух в количестве $1$ кг расширяется от $p_1 = 10$ ат до $p_2 = 1$ ат. Расширение может произойти изотермически, адиабатно и политропно с показателем политропы $n = 1.2$. Сравнить работы расширения и определить конечные параметры воздуха по этим трем процессам; начальная температура воздуха $t_1 = 227$ °C. Представить процессы на диаграмме pv.

20. В процессе политропного расширения воздуху сообщается $70$ кДж теплоты. Найти изменение внутренней энергии воздуха и произведенную работу, если объем воздуха увеличился в $8$ раз, а давление его уменьшилось в $10$ раз.

1. Температура воздуха в цилиндре t1 = 27 °C. После нагревания на … — Учеба и наука

Ответы

08. 11.14

Alexander Читать ответы

Михаил Александров Читать ответы

Андрей Андреевич Читать ответы

Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука > Физика

Похожие вопросы

Решено

С каким ускорением будет двигаться.

..

определить реакции стержней, удерживающих грузы F1 0,5 F2 0,8. Массой стержней пренебречь

Если под действием силы F1=10 Н тело движется с ускорением а1=2 м/с2, то с каким ускорением будет двигаться это тело под действием силы F2=25 Н?

Молекулярная физика

снаряд массой 30 кг, летящий…

Пользуйтесь нашим приложением

7 признаков неисправности датчика температуры впускного воздуха [и стоимость замены]

Вы заметили, что в последнее время двигатель вашего автомобиля теряет ускорение вместе с индикатором проверки двигателя на приборной панели?

Скорее всего, датчик температуры впускного воздуха (IAT) вашего автомобиля поврежден, и его следует немедленно отремонтировать, чтобы избежать серьезного повреждения двигателя.

В этой статье вы узнаете признаки неисправности датчика IAT. Мы также посмотрим на местонахождение и стоимость замены. Давайте начнем с краткого обзора общих признаков, на которые следует обращать внимание.

Признаки неисправности датчика температуры впускного воздуха (IAT)

Наиболее распространенными симптомами неисправности датчика температуры впускного воздуха являются проблемы с работой двигателя и индикатор проверки двигателя на приборной панели. Признаками производительности, которые вы можете заметить, являются медленное ускорение, жесткий холодный запуск, неровный холостой ход или пропуски зажигания.

Это всего лишь краткий обзор, и если вы хотите узнать более конкретную информацию, вот более подробный список признаков неисправного или неисправного датчика температуры впускного воздуха, на который следует обратить внимание:

1. Индикатор «Проверить двигатель»

Индикатор «Проверить двигатель» часто появляется на приборной панели при возникновении проблем с датчиком IAT. Блок управления двигателем тщательно контролирует все датчики в двигателе автомобиля, и если один из них выходит из строя, он немедленно загорается индикатором проверки двигателя.

Если вы заметили индикатор проверки двигателя на приборной панели, проверьте коды неисправностей с помощью сканера OBD2 или поручите это вашему механику.

2. Падение ускорения

Из-за неисправности датчика температуры на впуске блок управления двигателем может считать, что воздух в двигателе холоднее или теплее, чем он есть на самом деле. Ложный сигнал может привести к тому, что PCM неправильно рассчитает смесь воздуха и топлива, что приведет к падению ускорения.

При более низких температурах требуется больше топлива, расчет которого запрограммирован модулем управления двигателем.

3. Условия жесткого холодного пуска

Условия пуска являются очень важным моментом для вашего автомобиля. Вашему автомобилю нужно много и правильное количество топлива.

Если ваш датчик температуры на впуске заставляет блок управления двигателем впрыскивать неправильное количество топлива, вам может быть трудно завести машину.

4.

Неровный холостой ход

Холостой ход также является одним из таких состояний, когда двигатель чувствителен к правильной топливно-воздушной смеси. Это также состояние, когда вы можете почувствовать неисправный датчик температуры воздуха на впуске немного неисправной воздушно-топливной смеси.

Если на холостом ходу возникают небольшие рывки, это может быть неисправность датчика IAT.

5. Пропуски воспламенения

Пропуски воспламенения возникают при нарушении процесса сгорания в цилиндре двигателя. Это может быть вызвано либо неисправной искрой, либо неправильной топливно-воздушной смесью.

Вы можете ощущать осечки как икоту или прерывания во время ускорения. Если вы чувствуете это при ускорении, возможно, проблема с датчиком IAT.

6. Затронут клапан EGR

В некоторых автомобилях блок управления двигателем использует температуру воздуха для управления работой клапана EGR. Из-за неисправного датчика IAT также может быть затронута функция клапана EGR.

Клапан EGR, который не работает должным образом, может вызвать множество странных симптомов в вашем автомобиле.

7. Низкий расход топлива

В нормальных условиях компьютер двигателя постоянно регулирует соотношение топлива и воздуха для обеспечения максимальной эффективности использования топлива.

Блок управления двигателем опирается на информацию датчика IAT, и в случае отправки ложного сигнала эффективность использования топлива значительно снижается или увеличивается.

Если вы заметили, что расход топлива отличается от нормального, это может быть связано с неисправным датчиком IAT.

Что такое датчик температуры воздуха на впуске?

Датчик температуры воздуха на впуске или датчик IAT выполняет основную функцию контроля температуры воздуха, поступающего в двигатель вашего автомобиля.

Эта информация полезна для блока управления двигателем или ECU для многих функций и расчетов, таких как расчет плотности воздуха для эффективного опережения зажигания и эффективности использования топлива.

Компьютерная система вашего двигателя или PCM требует эту информацию для стабилизации и регулирования соотношения воздух-топливо в двигателе внутреннего сгорания. Он обеспечивает оптимальное сгорание и эффективный расход топлива.

Где находится датчик IAT?

Датчик температуры воздуха на впуске расположен где-то на впускных трубах между воздушным фильтром и впускным коллектором. Он часто интегрируется с датчиком массового расхода воздуха.

Часто также устанавливается на впускной коллектор.

Расположение датчика температуры всасываемого воздуха нестандартно из-за разного расположения в различных конструкциях. Лучший способ найти датчик IAT в вашем автомобиле — обратиться к руководству по обслуживанию, предоставленному вашим производителем.

Диагностика датчика температуры впуска

Диагностическая процедура проверки неисправности датчика IAT относительно проста. Вы можете сделать это самостоятельно, если у вас есть некоторые базовые знания и доступные вам инструменты. Подготовьте руководство по ремонту вашего автомобиля.

1. Подключите сканер OBD2 к вашему автомобилю. Включите двигатель.
2. Проверьте текущие данные и проверьте температуру датчика IAT. Как правило, показания температуры должны быть на 10 градусов больше или меньше температуры окружающей среды автомобиля, в зависимости от температуры наружного воздуха и температуры двигателя.
3. Если показания не соответствуют действительности, возможно, проблема в датчике IAT или проводке к нему. Если температура превышает 300 градусов или имеет низкое нереальное значение, проверьте провода датчика MAF/IAT, так как они могут быть повреждены.
4. Ом – измерьте датчик температуры на впуске и убедитесь, что он соответствует указанному в руководстве по ремонту. Если вы обнаружите, что сопротивление не соответствует норме, замените датчик и удалите коды неисправностей.
5. Если датчик кажется исправным, проверьте и измерьте проводку датчика и блок управления двигателем.

Стоимость замены датчика IAT

Средняя стоимость замены датчика температуры воздуха на впуске составляет от 40 до 250 долларов США, в зависимости от модели автомобиля и трудозатрат. Датчик температуры на впуске стоит от 20 до 150 долларов, а рабочая сила стоит от 20 до 100 долларов.

Если ваш датчик температуры на впуске встроен в датчик массового расхода воздуха, стоимость детали может быстро возрасти. Некоторые датчики массового расхода воздуха стоят до 400 долларов.

Замена датчика массового расхода воздуха или датчика температуры на впуске часто очень проста и часто может быть выполнена самостоятельно при наличии базовых знаний.

В некоторых автомобилях датчик IAT может располагаться под коллектором в труднодоступном месте, но это случается довольно редко.

Часто задаваемые вопросы

Может ли неисправность датчика температуры всасываемого воздуха вызывать пропуски зажигания?

Неисправный датчик температуры всасываемого воздуха может вызвать пропуски зажигания. Компьютер двигателя использует информацию от датчика температуры всасываемого воздуха, чтобы определить, сколько топлива необходимо впрыскивать в двигатель. Если датчик не предоставляет точную информацию, это может привести к пропуску зажигания в двигателе.

Можно ли очистить датчик IAT?

Да. Датчик IAT можно очистить, и во многих случаях это может решить проблему. Лучший способ очистить датчик IAT — использовать очиститель массового расхода воздуха или электронный очиститель. Просто распылите немного на головку датчика и дайте ему высохнуть. Не используйте для сушки полотенце или что-то подобное, так как это может повредить датчик.

Нужен ли датчик IAT?

Да, датчик IAT измеряет температуру воздуха, поступающего в двигатель. Эта информация используется блоком управления двигателем (ECU) для регулировки топливно-воздушной смеси. Это помогает гарантировать, что двигатель работает с оптимальной эффективностью и предотвращает детонацию или детонацию.

Без датчика IAT блок управления двигателем не смог бы узнать, насколько холоден воздух, поступающий в двигатель. Это потенциально может привести к повреждению двигателя из-за неправильной топливно-воздушной смеси.

Является ли датчик IAT таким же, как датчик массового расхода воздуха?

Нет, датчик IAT — это не то же самое, что датчик массового расхода воздуха, и они служат разным целям. Однако в современных автомобилях датчик IAT и датчик массового расхода воздуха часто интегрируются как одна и та же деталь. Хотя это одна и та же деталь, у них совершенно разные схемы, поэтому их не следует считать одинаковыми.

Заключение: Симптомы неисправности датчика IAT

Основные признаки неисправности датчика температуры впускного воздуха (IAT):

• Индикатор Check Engine
• Падение ускорения
• Затронут клапан рециркуляции отработавших газов
• Плохая экономия топлива

Первое, что вы должны сделать, если у вас возникли проблемы с автомобилем и вы подозреваете, что датчик IAT неисправен, — это считать коды ошибок из модуля управления двигателем с помощью диагностического сканера. Во многих случаях это даст вам четкое представление о том, что не так с автомобилем.

Если вы подозреваете, что ваш датчик IAT может выйти из строя, но чувствуете, что у вас недостаточно знаний для его правильной диагностики, важно как можно скорее проверить его у механика. Нехорошо, чтобы ваш двигатель ездил с неисправным датчиком IAT или проблемами с производительностью.

Подробнее:

• 8 Признаки неисправности датчика температуры охлаждающей жидкости
• 15 Типы автомобильных датчиков (и их функции)
• 5 Признаки неисправности прокладки впускного коллектора

Калькулятор закона Чарльза

Создано Wojciech Sas, PhD

Отредактировано Bogna Szyk и Jack Bowater

Последнее обновление: 22 декабря 2022 г.

Примеры закона Чарльза

Как закон Чарльза применяется в реальной жизни?

Другие термодинамические процессы

Калькулятор закона Шарля — это простой инструмент, который описывает основные параметры идеального газа в изобарическом процессе . В тексте вы можете найти ответ на вопрос «Что такое закон Шарля?», узнать, как выглядит формула закона Шарля, и прочитать, как решать термодинамические задачи с некоторыми примерами закона Шарля.

Если вам нужно рассчитать результаты для изохорного процесса, воспользуйтесь нашим калькулятором закона Гей-Люссака.

Определение закона Шарля

Закон Шарля (иногда называемый законом объемов) описывает зависимость между объемом газа и его температурой , когда давление и масса газа постоянны . В нем говорится, что объем пропорционален абсолютной температуре .

Есть несколько других способов записать определение закона Шарля, один из которых таков: соотношение объема и температуры газа в замкнутой системе остается постоянным, пока не изменяется давление.

Закон Шарля описывает поведение идеального газа (газов, которые мы можем охарактеризовать уравнением закона идеального газа) в течение изобарический процесс , что означает, что давление остается постоянным во время перехода.

Формула закона Шарля

Основываясь на определении закона Шарля, мы можем написать уравнение закона Чарльза следующим образом: T₁ — начальный объем и температура соответственно. Точно так же В₂ и Т₂ являются конечными значениями этих параметров газа.

Как работает калькулятор закона Чарльза? Сначала вам нужно вставить три параметра, а четвертый будет рассчитан автоматически. Допустим, мы хотим найти окончательный объем, тогда формула закона Шарля дает:

V₂ = V₁ / T₁ × T₂ .

Если вы предпочитаете задать конечный объем и хотите оценить результирующую температуру, то уравнение закона Шарля изменится на:

T₂ = T₁ / V₁ × V₂ .

В расширенный режим , вы также можете определить давление и посмотреть, сколько молей атомов или молекул находится в контейнере.

💡 Если температура постоянна во время перехода , это изотермический процесс. В таком случае вы можете быстро оценить его параметры с помощью калькулятора закона Бойля от Omni!

Примеры закона Шарля

Мы можем использовать калькулятор закона Шарля для решения некоторых термодинамических задач. Давайте посмотрим, как это работает:

1. Представьте, что у нас есть мяч, накачанный воздухом. Его начальный объем равен 2 литра , и он лежит на пляже, где температура 35 °C . Затем мы перемещаем его в кондиционируемую комнату с температурой 15 °C . Как изменится объем мяча?

   • Во-первых, формула закона Шарля требует абсолютных значений температуры , поэтому мы должны преобразовать их в кельвины:

     T₁ = 35 °C = 308,15 K ,
     T₂ = 15 °C = 288,15 K .

   • Тогда мы можем применить уравнение закона Шарля в форме, где оценивается конечный объем:

     V₂ = V₁ / T₁ × T₂
     = 2 л / 308,15 К × 288,15 К
     = 1,8702 л .

   Мы видим, что объем уменьшается, когда мы перемещаем мяч из более теплого места в более прохладное . Иногда вы можете испытать этот эффект, меняя свое местоположение или просто оставляя объект в покое, когда погода меняется. Мяч кажется недостаточно надутым, и кто-то может подумать, что в нем есть дырка, через которую выходит воздух. К счастью, это всего лишь физика, поэтому вам не нужно покупать еще один мяч — просто надуйте тот, который у вас есть, и наслаждайтесь!

   Одно маленькое замечание: воздух является примером реального газа, так что результат будет лишь приблизительным , но до тех пор, пока мы избегаем экстремальных условий (давление, температура). Результат достаточно близок к реальному значению.

2. Во второй задаче нагреваем легко растягивающийся контейнер. Он заполнен азотом, что является хорошим приближением к идеальному газу. Мы можем найти, что его начальный объем составляет 0,03 фут3 при комнатной температуре, 295 K . Затем ставим близко к источнику тепла и оставляем на некоторое время. Через несколько минут его объем увеличился до 0,062 ft³ . Имея все эти данные, можем ли мы оценить температуру нашего обогревателя?

   • Применим формулу закона Шарля и перепишем ее в такой форме, чтобы можно было вычислить температуру:

     T₂ = T₁ / V₁ × V₂
     = 295 K × 0,03 фут³ / 0,062 фут³
     = 609,7 K .

   • Мы можем записать результат в более любезной форме T₂ = 336,55 °C или T₂ = 637,79 °F .

   Это отличный пример, который показывает нам, что мы можем использовать этот тип устройства в качестве термометра ! Что ж, это не очень практичный метод и, возможно, не такой точный, как обычные, но все же заставляет задуматься, а какие еще необычные приложения можно получить из других повседневных предметов?

Какое применение закона Чарльза в реальной жизни?

Существуют различные области, в которых мы можем использовать закон Чарльза. Вот список нескольких самых популярных и интригующих примеров:

• Полет на воздушном шаре – Вы, должно быть, хотя бы раз в жизни видели в небе воздушный шар. Вы когда-нибудь задумывались, как он может летать и почему на его борту есть огонь или другие источники тепла? Закон Чарльза — ответ! Всякий раз, когда воздух нагревается, его объем увеличивается . В результате одно и то же количество (масса) газа занимает большее пространство, а значит плотность уменьшается. Плавучесть окружающего воздуха делает остальную часть работы, поэтому воздушный шар начинает плавать.

  Рулевое управление в любом заданном направлении — это, вероятно, отдельная история, но мы можем объяснить общую концепцию движения вверх и вниз с помощью закона Шарля .

• Эксперименты с жидким азотом . Вы когда-нибудь видели эксперимент, в котором кто-то кладет шарик или воздушный шар внутрь контейнера, наполненного жидким азотом, а затем перемещает его наружу? Во-первых, он сжимается независимо от того, насколько большим он был в начале.

  Затем, после освобождения, возвращается в исходное состояние. Опять же, всякий раз, когда изменяется температура, изменяется и объем.

• Термометр – Как показано в предыдущем разделе, можно сконструировать устройство, измеряющее температуру на основе закона Шарля. Хотя мы должны знать о его ограничениях, которые в основном связаны с прочностью объекта на растяжение и устойчивостью к высоким температурам, мы можем изобрести оригинальное устройство, которое идеально подходит для наших нужд. Всякий раз, когда вы не уверены в результате, проверьте этот калькулятор закона Чарльза, чтобы найти ответ.

Другие термодинамические процессы

Закон Шарля, закон Бойля и закон Гей-Люссака входят в число основных законов, описывающих подавляющее большинство термодинамических процессов. Мы собрали все основные газовые переходы в нашем калькуляторе комбинированного газового закона, где вы можете оценить не только конечную температуру, давление или объем, но также изменение внутренней энергии или работу, совершаемую газом.