THE1_E2019WA 2019 חורף מועד א

שאלה 1

נתונים:

סעיף א’

נתון כי בהתחלה הנוזל נמצא בשיווי משקל עם האדי מים, ולפיכך אנו נמצאים בתוך הפעמון.
הנוזל הרווי תופס במיכל. מטבלאות קיטור, הנפ הסגולי שלו נתון ע”י:

לכן המסה שלו:

האד הרווי תופס את שאר ה- במיכל, ומטבלאות קיטור, הנפח הסגולי שלו נתון ע”י:

לכן המסה שלו היא:

לכן סך מסת הקיטור נתונה ע”י:

לפיכך, איכות האד שלנו היא:

סעיף ב’

מחוק ראשון על המיכל:

אין שינוי נפח, כך ש- . בנוסף, . נציב:

את ערכי נוכל למצוא מטבלאות קיטור, כאשר עבור מצב נשים לב שהחימום מתבצע בלחץ קבוע, כך ש- , וגם ש-:

נציב בביטוי עבור האינטראקציית חום:

סעיף ג’

נתון כי בסוף התהליך המיכל מכיל רק אד רווי בלחץ . לכן, מטבלאות קיטור, הנפח הסגולי יהיה נתון ע”י:

לכן המסה תהיה:

לפיכך, המסה שעברה לצילינדר נתונה ע”י:

השסתום משמר אנתלפיה, כך שאנתלפיית המילוי, , מקיימת , שמטבלאות קיטור הוא:

חוק ראשון על נפח בקרה עם כניסה אחת:

התהליך אדיאבטי. לכן:

כלומר, מצאנו ש- . הלחץ החיצוני נשאר קבוע, והוא נתון ע”י . מטבלאות קיטור:

לכן נפח הצילינדר נתון ע”י:

סעיף ד’

נבצע חוק ראשון על כלל הגז:

את נוכל למצוא בקלות ע”י:

את שאר הערכים נוכל למצוא מטבלאות קיטור:

נציב בביטוי עבור :

שאלה 2

תרגיל דומה ב2019 חורף מועד ב’.

שאלה 3

נתונים:

סעיף א’

דרגת הטיב של המדחס נתונה ע”י:

את נוכל למצוא ע”י התחשבות בכך שהתהליך הוא תהליך איזנטרופי ואדיאבטי, ולכן נוכל להשתמש במשוואות תהליך פוליטרופי:

נציב בביטוי עבור :

סעיף ב’

נתון יחס הספיקה בין האוויר לדלק, ואת הספיקה של של האוויר. לכן:

המשאבה אידיאלית, ולכן נוכל להשתמש בנוסחה הבאה לחישוב העבודה:

כאשר הנחנו כי הדלק מתנהג כמו נוזל דחוס. מהנתון ע”י הצפיפות שלו:

לפיכך, ההספק הנדרש הוא:

סעיף ג’

נתון כי הטורבינה משמשת להנעת המדחס והמשאבה בלבד:

חוק ראשון על כל אחד מהם:

נציב הכל במשוואה ונחלק ב-:

סעיף ד’

מדרגת הטיב של הטורבינה:

תהליך הוא תהליך איזנטרופי ואדיאבטי, ולכן נוכל להשתמש במשוואות תהליך פוליטרופי:

סעיף ה’

הנצילות הכוללת של המנוע נתונה ע”י:

את ה- אפשר למצוא מהערך הסק:

ה- נתון כבר. לפיכך: