4. Przyrost temperatury gazu wynosi 20 C. W kelwinach przyrost ten jest równy

Transkrypt

1 1. Która z podanych niżej par wielkości fizycznych ma takie same jednostki? a) energia i entropia b) ciśnienie i entalpia c) praca i entalpia d) ciepło i temperatura 2. 1 bar jest dokładnie równy a) Pa b) 100 kpa c) 1 at d) 1 Atm e) 1000 niutonów na metr kwadratowy f) 1 MPa 3. 1 J/(kg K) nie jest jednostką a) entropii właściwej b) indywidualnej stałej gazowej c) ciepła właściwego d) entalpii właściwej 4. Przyrost temperatury gazu wynosi 20 C. W kelwinach przyrost ten jest równy 5. 1 kmol gazu doskonałego w warunkach umownych ma objętość 22,71 m³. Ile kg zawiera 60 um³ azotu N 2 (M = 28 kg/kmol)? 6. Do termodynamicznego układu zamkniętego nie doprowadzi się a) pracy b) ciepła c) energii w żadnej postaci d) substancji 7. Które z poniższych stwierdzeń nie jest prawdziwe w przypadku adiatermicznego wymiennika ciepła a) czynnik ciepły oddaje ciepło czynnikowi zimnemu b) ciepło oddane przez czynnik ciepły jest równe przyrostowi entalpii czynnika zimnego 1

2 c) ciepło pobrane przez czynnik zimny jest równe spadkowi entalpii czynnika ciepłego d) ciepło oddane przez czynnik ciepły jest równe sumie ciepła pobranego przez czynnik zimny i ciepła przekazanego do otoczenia 8. Które z poniższych stwierdzeń charakteryzujących przemiany kwazystatyczne NIE jest prawdziwe? a) Przemiana kwazystatyczna składa się z kolejnych stanów równowagi termodynamicznej. b) Podczas przemiany kwazystatycznej ciśnienie w układzie jest równe ciśnieniu otoczenia. c) Podczas przemiany kwazystatycznej występuje równowaga mechaniczna. d) Podczas przemiany kwazystatycznej z wymianą ciepła temperatura układu jest równa temperaturze źródła ciepła. 9. W stanie równowagi termicznej dwa układy mają a) jednakowe ciśnienia b) takie same energie c) jednakowe objętości d) takie same temperatury e) takie same entropie 10. Podczas przemiany odwracalnej gaz o ciśnieniu p działa na tłok o powierzchni A siłą F = p A. Siła po drugiej stronie tłoka jest równa Fz. Jaka jest relacja pomiędzy F oraz Fz? a) F = Fz b) F < Fz c) F > Fz 11. W którym z poniższych zbiorów parametrów i funkcji stanu występują tylko niezależne parametry (funkcje) stanu dla 1 kg gazu doskonałego? (oznaczenia: p - ciśnienie, v - objętość właściwa, V - objętość, T - temperatura bezwzględna, m - ilość substancji, u - energia wewnętrzna właściwa, i - entalpia właściwa, s - entropia właściwa) a) u, p, T b) s, p, v c) p, T d) p, v, T e) i, p, T 12. W zbiorniku nr 1 umieszczono gaz doskonały jednoatomowy, w zbiorniku nr 2 gaz doskonały dwuatomowy, a w zbiorniku nr 3 gaz doskonały trójatomowy. Jaka jest relacja 2

3 pomiędzy objętościami zbiorników, jeżeli ilości kilomoli oraz temperatury i ciśnienia we wszystkich zbiornikach są jednakowe? a) V1 = V2 = V3 b) za mało danych by określić relacje pomiędzy objętościami zbiorników c) V2 = 2 V1; V3 = 3 V1 d) V1 = 2 V2; V2 = 3 V3 13. Warunkiem koniecznym, aby układ podległ przemianie termodynamicznej jest by a) jeden parametr stanu nie zmienił się, pozostałe uległy zmianie b) zmieniły się wszystkie parametry stanu c) uległy zmianie przynajmniej dwa parametry stanu d) uległ zmianie przynajmniej jeden parametr stanu 14. Dane są trzy układy termodynamiczne: A, B oraz C. Zerowa zasada termodynamiki mówi, że a) A jest w równowadze termicznej z B, gdy C jest w równowadze termicznej z B b) A jest w równowadze termicznej z B, gdy C jest w równowadze termicznej z A c) A jest w równowadze termicznej z C, gdy A jest jednocześnie w równowadze termicznej z B d) A jest w równowadze termicznej z B, gdy C jest w równowadze termicznej z A oraz z B 15. Dla układu cylinder-tłok praca bezwzględna to a) praca dodatnia b) praca przekazana przez czynnik termodynamiczny tłokowi lub przez tłok czynnikowi c) bezwzględna wartość pracy d) praca ekspansji e) praca przekazana do otoczenia lub pobrana z otoczenia. 16. W idealnej tłokowej maszynie przepływowej - silniku ekspansja zamknięta kończy się, gdy tłok znajduje się a) w położeniu pośrednim b) w skrajnym położeniu odkorbowym (minimalna objętość cylindra) c) w skrajnym położeniu kukorbowym (maksymalna objętość cylindra) 17. Praca techniczna jest zdefiniowana jako praca a) przemiany zamkniętej 3

4 b) dowolnego urządzenia technicznego c) przemiany otwartej d) dowolnego silnika e) silnika pracującego według obiegu termodynamicznego f) jednego cyklu idealnej maszyny przepływowej 18. Indywidualna stała gazowa etanu C 2 H 6 traktowanego jako gaz doskonały jest równa 277 [J/(kg K)]. Ile wynosi ciepło właściwe przy stałym ciśnieniu etanu, w J/(kg K)? 19. Ciepło właściwe przy stałym ciśnieniu oleju wynosi 2 kj/(kg K). Do 0,3 kg oleju doprowadzono izobarycznie 6000 J ciepła. O ile stopni Celsjusza wzrosła temperatura oleju? 20. Do 2 kg pewnej cieczy doprowadzono izochorycznie 43 kj ciepła. Ile wynosi średnie ciepło właściwe przy stałej objętości tej cieczy (w J/(kg K)), jeżeli jej temperatura wzrosła o 7 C? 21. Do 2 kg gazu doskonałego doprowadzono najpierw izochorycznie, a następnie izobarycznie po 5 kj ciepła. Podczas której z tych przemian nastąpił wyższy przyrost temperatury? a) podczas przemiany izobarycznej b) podczas przemiany izochorycznej c) temperatura gazu nie zmieniła się d) przyrosty były sobie równe 22. Entalpia jest miarą a) zdolności układu do wymiany ciepła b) zdolności układu do wykonania pracy użytecznej c) energii układu zamkniętego d) energii gazu doskonałego e) energii czynnika przetłaczanego rurociągiem f) energii kinetycznej układu 23. Ciepło właściwe przy stałym ciśnieniu oleju wynosi 1,86 kj/(kg K). Do 0,23 kg oleju doprowadzono izobarycznie 5000 J ciepła. O ile stopni Celsjusza wzrosła temperatura oleju? 24. Zgodnie z umową przyjętą w termodynamice praca wyprowadzona z układu ma znak a) ujemny 4

5 b) dodatni c) ciepło wyprowadzone z układu jest równe zero d) może mieć dodatni lub ujemny w zależności od rodzaju przemiany 25. W przypadku układu pozostającego w stanie ustalonym (stacjonarnym) a) energia układu się nie zmienia b) do układu nie jest dostarczana praca c) do układu nie jest dostarczany czynnik termodynamiczny d) do układu nie jest dostarczane ciepło 26. Równanie pierwszej zasady termodynamiki w postaci Q 1-2 = U 2 - U 1 + L 1-2 jest słuszne a) tylko dla gazów doskonałych i półdoskonałych b) tylko dla gazów i cieczy c) dla wszystkich czynników termodynamicznych d) tylko dla gazów doskonałych 27. W zamkniętym układzie termodynamicznym zaszła przemiana, podczas której energia wewnętrzna układu zmalala o 20 kj. Ile kj ciepła układ pobrał z otoczenia, jeżeli praca bezwzględna przemiany była równa 40 kj? 28. Która z podanych poniżej cech modelowego gazu doskonałego NIE jest prawdziwa? a) Ciśnienie gazu jest stałe. b) Podlega on prawu Clapeyrona pv = RT. c) Cząsteczki gazu są bardzo małe w porównaniu z objętością naczynia, które wypełnia gaz. d) Ciepło właściwe przy stałej objętości gazu jest stałe. 29. Które z poniższych stwierdzeń przeczy drugiej zasadzie termodynamiki? a) Podczas przemiany nieodwracalnej entropia układu może zmaleć. b) W obiegu termodynamicznym można całe doprowadzone ciepło zamienić na pracę. c) Przemiana, podczas której występuje tarcie jest nieodwracalna. d) Ciepło przepłynie samorzutnie ze źródła o temperaturze wyższej do źródła o temperaturze niższej. 30. Podczas przemiany izobarycznej p = 2 bar praca ekspansji wyniosła 2000 J. Jakiego przyrostu objętości (w m 3 ) doznał gaz? 5

6 31. Wskaż przemianę odwracalną gazu doskonałego, dla której podczas ekspansji wzrasta temperatura a) izentropa b) izochora c) izoterma d) izobara 32. Za pomocą którego z poniższych wyrażeń NIE można obliczyć pracy bezwzględnej L1-2 przemiany izotermicznej 1-2 gazu doskonałego (oznaczenia: U - energia wewnętrzna, I - entalpia, S -entropia, Q - ciepło przemiany, Lt - praca techniczna przemiany) a) L1-2 = I2 - I1 b) L1-2 = T1 (S2 - S1) c) L1-2 = Lt1-2 d) L1-2 = Q1-2 - (U2 - U1) e) L1-2 = Q Podczas kompresji izentropowej gazu doskonałego a) wzrastają ciśnienie i objętość właściwa gazu, praca nie jest wymieniana z otoczeniem b) wzrasta temperatura gazu, ciepło jest pobierane z otoczenia c) spada temperatura gazu, ciepło nie jest wymieniane z otoczeniem d) wzrasta gęstość gazu, praca jest dostarczana e) wzrastają: ciśnienie, temperatura i objętość właściwa gazu 34. Zależność p V/T = const jest słuszna dla przemiany zamkniętej gazu doskonałego a) tylko izentropowej i izotermicznej b) dowolnej c) tylko politropowej d) tylko izochorycznej e) tylko izobarycznej 35. Które udziały składników roztworu gazów doskonałych są sobie równe a) objętościowy i kilogramowy b) molowy i objętościowy c) molowy i kilogramowy d) nie istnieje taki związek 6

7 36. Zmieszano tlen O 2 o masie molowej 32 z helem He o masie molowej 4. Zastępcza masa molowa (masa cząsteczkowa) może mieć wartość a) 15 b) 3,6 c) 37 d) W roztworze gazowym każdy ze składników ma a) taką samą temperaturę i takie samo ciśnienie b) taką samą temperaturę i taką samą objętość c) taką samą objętość i takie samo ciśnienie d) taką samą temperaturę, taką samą objętość i takie samo ciśnienie 38. Pomiędzy dwoma źródłami ciepła o stałych temperaturach 800 K oraz 320 K zrealizowano obieg Carnota. Ile kj ciepła należy doprowadzić do obiegu, aby uzyskać pracę obiegu równą 300 kj? 39. Stopień sprężania (epsilon) w silniku spalinowym to a) stosunek maksymalnej objętości cylindra do objętości skokowej b) stosunek maksymalnego ciśnienia w cylindrze do ciśnienia minimalnego c) stosunek maksymalnej objętości cylindra do objętości minimalnej d) stosunek minimalnej objętości cylindra do objętości maksymalnej 40. W lewobieżnym obiegu termodynamicznym ciepło jest pobierane w źródle ciepła o temperaturze Ta i oddawane w źródle ciepła o temperaturze Tb. Jaka jest relacja pomiędzy Ta oraz Tb? a) Ta > Tb b) Ta < Tb c) Ta = Tb 41. Celem realizacji lewobieżnego obiegu cieplnego jest a) zamiana ciepła na pracę b) przekształcenie dostarczonej pracy w ciepło c) transport ciepła ze źródła o temperaturze niższej do źródła o temperaturze wyższej d) transport ciepła ze źródła o temperaturze wyższej do źródła o temperaturze niższej 7

8 42. Obieg Carnota ma sprawność termiczną 0,6. Podczas jednego cyklu obieg pobiera z otoczenia 80 kj ciepła. Ile kj jest równa praca obiegu? 43. Która z relacji pomiędzy ciepłem doprowadzonym Qd, ciepłem wyprowadzonym Qw i pracą obiegu Lob NIE jest prawdziwa dla obiegu silnika? a) Lob = Qd + Qw b) Qw < Qd c) Lob < Qd d) Qd = Lob + Qw 44. W obiegu porównawczym Diesela ciepło jest doprowadzane podczas a) izobarycznej ekspansji b) izochorycznego sprężania c) izentropowej ekspansji d) izobarycznej kompresji e) izentropowej kompresji f) izochorycznego rozprężania 45. Stopień suchości pary (nasyconej) mokrej (x) to stosunek a) ilości cieczy w punkcie pęcherzyków do ilości pary nasyconej suchej b) ilości pary nasyconej suchej do ilości pary mokrej c) ilości pary przegrzanej do ilości pary nasyconej suchej d) ilości pary przegrzanej do ilości pary mokrej e) ilości pary nasyconej suchej do ilości cieczy w punkcie pęcherzyków 46. Para przegrzana o określonym ciśnieniu to para a) o stopniu suchości x większym od jedności b) o temperaturze wyższej od temperatury nasycenia (wrzenia) dla danego ciśnienia c) do której doprowadzono za dużo ciepła d) o temperaturze przekraczającej 100 stopni Celsjusza 47. Temperatura nasycenia pary dla określonego ciśnienia to a) temperatura, w której para jest nasycona kropelkami cieczy b) temperatura wrzenia i skraplania 8

9 c) temperatura, w której następuje sublimacja d) temperatura, w której już więcej cieczy nie może odparować w danej objętości e) temperatura, w której wrząca ciecz jest nasycona pęcherzykami pary 48. Na wykresach p-v, T-s oraz i-s dla pary wodnej, w obszarze pary nasyconej mokrej pokrywają się dwie przemiany. Są to: a) izochora i izentalpa b) izentropa i izoterma c) izobara i izochora d) izobara i izoterma 49. Podczas dławienia izentalpowego gazu doskonałego a) ciśnienie spada, temperatura maleje b) objętość wzrasta, temperatura maleje c) ciśnienie spada, temperatura się nie zmienia d) ciśnienie się nie zmienia, temperatura spada 50. W porównaniu z termicznym równaniem stanu gazu półdoskonałego, równanie van der Waalsa dodatkowo uwzględnia a) objętość własną drobin i siły wzajemnego oddziaływania drobin b) objętość własną drobin i przewodność cieplną gazu c) siły wzajemnego oddziaływania drobin i lepkość gazu d) odkształcenia drobin podczas zderzeń i rozmiar drobin 51. Aby zminimalizować pracę techniczną sprężania gazu doskonałego w idealnej sprężarce, przemiana kompresji zamkniętej powinna być a) izobarą b) izotermą c) izentropą d) izochorą e) izentalpą f) adiatremą 52. p_p to ciśnienie cząstkowe pary wodnej zawartej w powietrzu wilgotnym, p_s to ciśnienie nasycenia pary wodnej w temperaturze powietrza wilgotnego, p_g to ciśnienie cząstkowe powietrza suchego, p to ciśnienie całkowite powietrza wilgotnego. Wilgotność względną powietrza można obliczyć z zależności a) p_p/p_s b) p_p/p c) p_p/p_g 9

10 d) p_s/p 53. Na wykresie i-x dla powietrza wilgotnego odczytano entalpię właściwą powietrza i [kj/kg]. Powietrze wilgotne składa się z m_g kilogramów powietrza suchego oraz m_p kg wilgoci. Entalpia powietrza I [kj] jest równa a) m_p i b) (m_g - m_p) i c) (m_p + m_g) i d) m_g i 54. Maksymalne ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wilgotnym o ciśnieniu 1 bar i temperaturze 12 C jest a) nieograniczone b) równe 1 bar c) równe ciśnieniu, przy którym woda o temperaturze 12 C wrze d) równe ciśnieniu punktu potrójnego e) nie większe niż 1 bar 55. Przemiana nawilżania powietrza jest izentalpą, gdy a) powietrze nawilżane jest parą wodną b) przemiana nawilżania odbywa się przy stałym ciśnieniu c) powietrze nawilżane jest wodą o temperaturze 0 C d) nawilżane jest powietrze suche 56. Równanie stechiometryczne dla spalania wodoru H 2 jest następujące: H 2 +0,5O 2 =H 2 O. Ile kmol powietrza potrzeba do spalenia całkowitego i zupełnego 1 kmol H 2? Przyjąć, że molowo powietrze składa się z 21% tlenu O 2 i 79% azotu N kmol etanu C 2 H 2 spalono ze współczynnikiem nadmiaru powietrza równym λ = 1,1. Ile powietrza doprowadzono do paleniska? 58. Spalono całkowicie i zupełnie paliwo gazowe składające się z metanu CH 4 i wodoru H 2 przy współczynniku nadmiaru powietrza większym od jedności. Wszystkie składniki powstałych spalin to: a) dwutlenek węgla i woda b) dwutlenek węgla, tlenek węgla, woda i tlen c) dwutlenek węgla, woda, wodór, tlen i azot d) dwutlenek węgla, woda, tlen i azot 59. Zadaniem dyszy jest zamiana energii strumienia czynnika na a) energię potencjalną b) entalpię 10

11 c) energię wewnętrzną d) energię kinetyczną 60. W dyszy należy rozprężyć gaz do ciśnienia wyższego od ciśnienia krytycznego. Przekrój przepływu przez dyszę powinien a) zmniejszać się b) zwiększać się c) zmniejszać się, a następnie zwiększać d) zwiększać się, a następnie zmniejszać 11