قانون اول و تحلیل انرژی

یک نازل آدیاباتیک یک گاز ایده‌آل را شتاب می‌دهد. نسبت فشار سیال در خروجی نازل به ورودی آن r_p می‌باشد. اگر سیال با دمای T_0 وارد نازل شود و سرعت آن در ورودی قابل صرف‌نظر کردن باشد، در حالت ایده‌آل…

فرض کنید ۰٫۵ m³ آب در یک سیلندر موجود است. پیستونی به جرم ۱۰۰kg و سطح مقطع ۰٫۱m² روی این آب قرار دارد. پیستون می‌تواند آزادانه حرکت کند. این سیلندر و پیستون در فضای باز قرار داشته و فشار اتمسفر…

هوای ورودی به یک کمپرسور، دارای دمای استاتیک ۲۷°C و سرعت ۲۰۰ m/s است. دمای سکون ورودی، چند کلوین است؟ ( C_p = ۱ kJ/kg.K )

حجم یک سیلندر توسط دو ردیف مانع بر روی جدارهٔ آن، بین دو مقدار معین کنترل می‌شود. پیستون توسط یک فنر خطی بارگذاری شده و در حالت اول پیستون بر روی مانع‌های پایینی قرار دارد. به گاز محبوس داخل سیلندر…

فرایند اختناقی کاهش فشار جریان را در عبور از یک شیر انبساطی در نظر بگیرید. یک بار آب در حالت مایع اشباع و بار دیگر هوا در حالت گاز ایده‌آل وارد شیر انبساطی می‌شوند و فشارشان کاهش می‌یابد. دمای این دو…

مقداری از یک گاز در یک فرایند دومرحله‌ای متراکم می‌شود. در مرحلهٔ اول فشار گاز طی یک فرایند پلی‌تروپیک pv^۲=ثابت ، دو برابر می‌شود. در مرحلهٔ دوم تراکم یک فرایند هم‌فشار رخ می‌دهد. اگر فشار گاز در…

در یک سیکل تبرید تراکمی بخار مبرد، داده‌های زیر معلوم است، ضریب عملکرد این چرخه به‌عنوان پمپ حرارتی کدام است؟ آنتالپی مبرد در ورودی اواپراتور h_۴=۲۵۰ kJ/kg ؛ آنتالپی مبرد در خروجی اواپراتور h_۱=۴۰۰…

هوا (R=۰٫۲۸۶ kJ/(kg K), (C_p)/(C_v)=۱٫۴) با دمای ۳۰۰^circC وارد یک نازل (شیپوره) عایق شده و با سرعت ۶۰۰ m/s از آن خارج می‌شود. با فرض ایدئال بودن هوا و جریان پایا، دمای خروجی تقریباً چند درجه…

فرایند مخلوط شدن آدیاباتیک (بی‌دررو) دو گاز یکسان را مطابق شکل زیر در نظر بگیرید. فشار تعادلی نهایی چند بار است؟ شکل: حجم کل V است؛ بخش اول با حجم ۲/۳V دارای P_1=۴ bar و T_1=۴۰۰ K و بخش دوم با حجم…

گاز ایدئال با دمای T_i وارد یک مخزن صلب عایق می‌شود. با فرض اینکه در هنگام ورود گاز مخزن کاملاً خالی است، اختلاف دمای تعادلی مخزن و دمای ورودی چقدر است؟ (k=(C_p)/(C_v)) شکل: Δ T=T_eq-T_i و تنها یک…

در تحول پلی‌تروپیک، pv^n=ثابت برای گاز ایدئال با نسبت گرماهای ویژه k=(c_p)/(c_v) که در آن انتقال حرارت از گاز به محیط تا رسیدن به تعادل انجام می‌شود، توان پلی‌تروپیکی n :

نصف یک تانک از یک گاز ایدئال در فشار ۵ بار و دمای ۵۰۰ کلوین و نصف دیگر این تانک از همان گاز در فشار ۱ بار و دمای ۳۰۰ کلوین پر شده است. اگر دیواره‌ای که این دو گاز را از هم جدا نگه‌داشته است، برداشته…

در یک مخزن صلب مخلوط دو فاز آب و بخار قرار دارد. فشار داخل مخزن بیش از فشار بیرون است و با بازکردن دریچهٔ کوچکی که در بالای مخزن وجود دارد، بخار با دبی اندک از مخزن خارج می‌شود. انتقال حرارت بین محیط…