Đề cương ôn tập kỹ thuật nhiệt trên ô tô (1)

Đề cương ôn tập Kỹ thuật Nhiệt trên ô tô
Câu 1:
Khí lý tưởng là gì? Xác định thế tích riêng, khối lượng riêng của khí ở điều kiện
tiêu chuẩn và ở điều kiện có áp suất dư là 0,2 at, nhiệt độ 127 OC. Biết áp suất khí
quyển là 760 mm Hg ở 0OC
Câu 2:
Khi nén đẳng nhiệt 1,8 kilômol khí N2 cần thải một lượng nhiệt 4100kJ. Xác định
thể tích đầu và cuối q trình, áp suất cuối và cơng thay đổi thể tích, cơng kĩ thuật,
entropi và biến đổi nội năng của quá trình nén nếu quá trình được tiến hành ở nhiệt
độ 30OC và áp suất 6,5 bar.
Câu 3:
Một bình thế tích 250 lít chứa 0,4 kg khí , áp suất khí quyển là 1 bar.
a. Nếu nhiệt độ trong bình là 17OC thì chỉ số chân khơng kế gắn trên nắp bình
là bao nhiêu?
b. Nếu nhiệt độ trong bình là 247OC thì chỉ số áp kế là bao nhiêu?
Câu 4:
Chu trình lý tưởng của động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích có nhiệt độ vào là
20OC tỷ số nén 7,3, tỷ số tăng áp là 2,33. Hãy xác định nhiệt độ tại các điểm đặc
biệt của chu trình, nhiệt cấp, nhiệt nhả, cơng và hiệu suất nhiệt của chu trình với
mơi chất là 1,4 kg khơng khí.
Câu 5.
Xylanh có đường kính d = 200mm chứa khơng khí có thể tích 0,06 m 3, áp suất 3,56
at, nhiệt độ 25OC. Nếu khơng khí nhận nhiệt trong điều kiện pittông chưa kịp dịch


chuyển và nhiệt độ khơng khí tăng tới 398 OC. Hỏi lực tác dụng lên mặt pittông và
khối lượng không khí có trong xylanh, nhiệt lượng, cơng thay đổi thể tích, cơng kĩ
thuật,biến đổi nội năng, entanpi và entropi của quá trình là bao nhiêu?
Câu 6.
Chu trình lý tưởng của động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích có nhiệt độ vào là
25OC tỷ số nén 8,3, tỷ số tăng áp là 3,33. Hãy xác định nhiệt độ tại các điểm đặc

biệt của chu trình, nhiệt cấp, nhiệt nhả, cơng và hiệu suất nhiệt của chu trình với
mơi chất là 2 kg khơng khí
Câu 7:
Động cơ đốt trong Diesel D243 làm việc theo chu trình cấp nhiệt hỗn hợp. Mơi
chất là khơng khí, có áp suất nhỏ nhất của chu trình là 0.9 bar, nhiệt độ ban đầu là
t1 = 27 0C, hệ số tăng áp là 2, tỷ số nén 15, hệ số giãn nở sớm là 1.3. Tính nhiệt độ
cuối quá trình giãn nở; nhiệt nhận từ các q trình và cơng của chu trình tính cho
một đơn vị khối lượng; hiệu suất nhiệt của chu trình hỗn hợp.
Câu 8:
Xilanh của động cơ đốt trong có đường kính trong là d= 120mm, đường kính
ngồi D = 138mm, chiều dài xilanh= 250mm, hệ số dẫn nhiệt qua thành xi lanh
=0,695 W/m. 0K. Khí cháy trong xilanh có nhiệt độ,
W/
40,6 W/

.0K. Nước làm mát bên ngồi xilanh có nhiệt độ

= 2000 0C,
= 80 0C,

= 34.8
=

. 0K. Tìm mật độ dịng nhiệt và tổng lượng nhiệt truyền qua thành

xilanh, nhiệt trở truyền nhiệt qua vách trụ.


Câu 9:
Xilanh của động cơ đốt trong có đường kính trong là d= 125mm, đường kính

ngồi D = 140mm, chiều dài xilanh= 250mm, hệ số dẫn nhiệt qua thành xi lanh
=0,7 W/m. 0K. Khí cháy trong xilanh có nhiệt độ,
W/
40,6 W/

= 1800 0C,

.0K. Nước làm mát bên ngồi xilanh có nhiệt độ

= 80 0C,

= 34.8
=

. 0K. Tìm mật độ dịng nhiệt và tổng lượng nhiệt truyền qua thành

xilanh, nhiệt trở truyền nhiệt qua vách trụ.
Câu 10:
Người ta đốt nóng 1 kg khơng khí trong điều kiện áp suất khơng đổi 2,5 bar, từ
nhiệt độ 20OC đến 120OC. Tính thể tích cuối, lượng nhiệt, cơng thay đổi thể tích,
lượng thay đổi nội năng entrơpi.
Câu 11:
Khơng khí có thể tích 2,48 m 3, nhiệt độ 15OC, áp suất 1 bar, khi bị nén đoạn nhiệt
khơng khí nhận cơng thay đổi thể tích 471 kJ. Xác định nhiệt độ cuối, sự thay đổi
nội năng và entanpi, entropi, thể tích cuối, cơng kĩ thuật của quá trình.
Câu 12:
Động cơ đốt trong Diesel D243 làm việc theo chu trình cấp nhiệt hỗn hợp. Mơi
chất là khơng khí, có áp suất nhỏ nhất của chu trình là 0.9 bar, nhiệt độ ban đầu là
t1 = 37 0C, hệ số tăng áp là 1.8, tỷ số nén 17, hệ số giãn nở sớm là 1.2. Tính nhiệt
độ cuối quá trình giãn nở; nhiệt nhận từ các quá trình và cơng của chu trình tính

cho một đơn vị khối lượng; hiệu suất nhiệt của chu trình hỗn hợp


Câu 13:
Cho 1,5 kg khơng khí được nén đa biến n = 1,2 trong máy nén từ nhiệt độ 20 OC áp
suất 0,981 bar đến áp suất 7,845 bar. Xác định nhiệt độ khơng khí sau khi nén,
lượng biến đổi nội năng, entanpi, entropi, lượng nhiệt cần làm mát, công giãn nở
và cơng kỹ thuật của q trình nén.
Câu 14:
Một ống dẫn hơi bằng thép có = 200/216 mm, 46.44 W/m. OK được bọc một lớp
cách nhiệt dày = 120 mm và có = 0.116 W/m. OK. Nhiệt độ của hơi = 300 0C, hệ
số tỏa nhiệt = 116 W/. OK, nhiệt độ của khơng khí xung quanh ống = 25 OC, hệ số
tỏa nhiệt = 9.86 W/.0K. Xác định nhiệt độ tổn thất truyền qua vách ống trên 1 m
chiều dài trong 1 giờ và nhiệt độ mặt lớp cách nhiệt.
Câu 15
Trong một bình có thể tích 0,625m3 chứa ôxy có áp suất tuyệt đối là 23 bar và nhiệt
độ 280 oC . Hãy xác định :
a) Áp suất thừa theo các đơn vị khác nhau : bar,

N/m 2 (Pa);

mmHg (Tor), atm kĩ thuật, mmH2O; biết áp suất khí quyển bằng 750 mmH g ở
0°C.
b) Nhiệt độ của ôxy theo độ Kenvin, Farenhet và Rankin.
c) Thể tích riêng và khối lượng riêng của ơxy ở trạng thái trong bình và trạng thái
tiêu chuẩn.
d) Khối lượng ơxy chứa trong bình.
e) Thể tích của ơxy quy ra điêu kiện tiêu chuẩn.

Câu 16
Một bình ơxy có thể tích 0,006m 3, áp suất tuyệt đối là 120 bar, nhiệt độ 27 oC . Sau
khi sử dụng, áp suất tuyệt đối còn 22 bar, nhiệt độ khơng đổi. Hãy tính lượng ơxy
đã lấy ra.
Câu 17
Một khinh khí cầu có thể tích 1000m3 chứa hyđrơ được thả vào khí quyển. Tính lực
nâng khinh khí cầu lên, biết áp suất và nhiệt độ của không khí và khí cầu bằng 1
bar và 27 ° C .
Câu 18
Pittơng chuyển động trong xilanh chứa khí lí tưởng. Trước khi chuyển động áp suất
thừa trong xylanh là 0,2at; sau khi chuyển động, độ chân không trong xylanh bằng
600mmHg ở 0 °C . Biết áp suất khí quyển bằng 780mmHg ở 0°C.
Câu 19
Tính mật độ dịng nhiệt đi qua vách phẳng rộng dồng chất. Vách làm bằng:
a, Thép hệ số dẫn nhiệt λ =40 W/m độ.
b, bê tông, hệ số dẫn nhiệt λ =1.1 W/m độ.
c, Gạch diatomit, hệ số dẫn nhiệt λ =0.11 W/m độ. Cả ba trường hợp vách có chiều
dày = 50mm. Nhiệt độ trên hai mắt của vách: tw1 = 100 oC và tw2 = 90 oC
Câu 20
Xác định tổn that nhiệt Q qua vách phẳng làm bằng gạch đỏ, chiều dài l = 5m, cao
h = 4m. chiều dày = 25mm. Biết nhiệt độ trên các bề mặt của vách t w1 = 110 oC tw2
= 40 oC và hệ số dẫn nhiệt của vách λ =0.70 W/m độ.


Câu 21
Một ống dẫn hơi bằng thép, đường kính ống 100/110mm được phủ 1 lớp cách
nhiệt. Hệ số dẫn nhiệt của thép λ1 =55 W/m độ: hệ số dẫn nhiệt của chất cách nhiệt
λ2 =0.09 W/m độ. Nhiệt độ mặt trong của vách ống tw1 = 200 oC, nhiệt dộ mặt ngoài
của cách nhiệt tw3 = 50 oC. Để tổn thất nhiệt khơng qua q l= 300 W/m thì bề dày lớp
cách nhiệt phải bằng bao nhiêu?

Câu 22
Một kg không khí từ nhiệt độ 20°C, áp suất tuyệt đối 2 bar, tiến hành quá trình
đẳng áp đến nhiệt độ 110°C.
a) Biểu diễn q trình trên đơ thị p-v và T-s;
b) Tính thể tích ở trạng thái cuối của q trình;
c) Xác định bằng số và diện tích trên các đơ thị các đại lượng sau : u, i, s, nhiệt
lượng, công dãn nở và công kĩ thuật trao đổi trong quá trình; cho nhiệt dung riêng
là hằng số.
Câu 23
Một bình kín có thể tích 0,12m 3 chứa khí ơxy có áp suất tuyệt đối 10 bar và nhiệt
độ 50°C, sau khi tiến hành một q trình đẳng tích, nhiệt độ tăng đến 150°C.
a) Biểu diễn quá trình trên đồ thị p-v và T-s;
b) Xác định khối lượng ôxy và áp suất cuối cùng;
c) Tính u, i, s, Q, L, Lkt. theo con số và diện tích trên đơ thị p-v hoặc T-s. .
Câu 24
Người ta lấy nhiệt từ khơng khí trong xi lanh có thể tích 0,4m 3 áp suất tuyệt đối 5
bar, nhiệt độ 400°C để nhiệt độ giảm xuống đến 0°C trong điều kiện áp suất không
đổi.
a) Biểu diễn q trình trên đồ thị p-v và T-s;
b) Tính qng đường pittơng dịch chuyển, cho biết đường kính của xi lanh là


600mm;
c) Xác định bằng số và diện tích trên các đô thị p-v, T-s các đại lượng : u, i, s, nhiệt
lượng, công dãn nở, công kĩ thuật trao đổi trong quá trình, cho nhiệt dung riêng là
hằng số.
Câu 25
Một bình có dung tích 90 lít chứa khơng khí ở áp suất tuyệt đối 8 bar, nhiệt độ
30°C. Hãy xác định lượng nhiệt cần cấp cho khơng khí để áp suất tăng lên đến 16
bar.

Câu 26
Có 12 kg khơng khí ở nhiệt độ 27°C, áp suất tuyệt đối 6 bar, tiến hành q trình
đẳng nhiệt đến thể tích bằng 4 lần thể tích ban đầu.
a) Biểu diễn q trình trên đồ thị p-v và T-s; b) Xác định các thông số cơ bản ở
trạng thái cuối; c) Xác định bằng số và đồ thị các đại lượng u, i, s, Q, L, Lkt
Câu 27
Có 1,5 kg khơng khí được nén đa biến từ áp suất 0,9 bar, nhiệt độ 18°C đến áp suất
10 bar, nhiệt độ 126°C.
a) Xác định số mũ đa biến, thể tích sau khi nén và lượng nhiệt cần làm mát;
Nếu tiến hành nén đẳng nhiệt thì tính lượng nhiệt cần làm mát là bao nhiêu ?
Câu 28
Một kilôgam hơi nước ở áp suất 20 bar, độ khơ bằng 0,85 tiến hành một q trình
đẳng áp đến nhiệt độ 300°C.
a) Biểu diễn quá trình trên đồ thị p-v, T-s, i-s;
b) Bằng bảng và đô thị, xác định các thông số v, i, S, u ở các trạng thái đầu và cuối
c) Xác định u, i, s, Q, L, Lkt bằng bảng và đồ thị.


Câu 29
Một chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích, mơi chất là khí 2 ngun tố có R =
287 J/kg.độ và k = 1,4. Trong chu trình áp suất thấp nhất là 1 bar, nhiệt độ thấp nhất là
320 K, tỉ số nén bằng 4 và tỉ số tăng áp khi cấp nhiệt bằng 4.
a) Biểu diễn chu trình trên đồ thị p-v và T-s;
b) Xác định thông số cơ bản của trạng thái ở các đỉnh của chi trình;
c) Tính nhiệt lượng trao đổi giữa mơi chất với các nguồn nhiệt tính cơng và hiệu suất
của chu trình (bằng số diện tích trên đồ thị);
d) Vẽ chu trình Cac nơ trong cùng phạm vị nhiệt độ nguồn nhiệt và so sánh hiệu suất
nhiệt.

Câu 30

Một chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích có tỉ số nén bằng 8, trước khi nén
khơng khí có áp suất bằng 0,1 MPa và nhiệt độ là 15oC; nhiệt lượng cung cấp cho 1 kh
khơng khí trong chu trình bằng 1800 kJ/kg.
a) Biểu diễn chu trình trên đồ thị p-v và T-s. Xác định áp suất và nhiệt độ ở các đỉnh
của chu trình
b) Tính nhiệt lượng, cơng và hiệu suất của chu trình
c) Vẽ chu trình Các nơ trong cùng phạm vi nhiệt độ nguồn nhiệt và so sánh hiệu suất
nhiệt.

Câu 31
Cho một chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích, thể tích làm việc là Vh = 0.006
m3, thể tích thừa Vth = 0.001 m3; mơi chất là khơng khí có thơng số khí nạp là 20oC và 1
bar; áp suất lớn nhất trong chi trình là 25 bar.
a) Biểu diễn chi trình trên đồ thị p-v và T-s
b) Tính nhiệt lượng và cơng trao đổi trong chu trình
c) Tính cơng suất nhiệt của chu trình và so sánh với chu trình Các nơ thuận chiều
nghịch trong cùng phạm vi nhiệt độ của nguồn

Câu 32
Xác định hiệu suất nhiệt và cơng của chu trình lý tưởng động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng
tích. Mơi chất là 1 kg khơng khí có nhiệt dung riêng bằng hằng số, các thông số ở trạng
thái đặc biệt là pa = 1 bar; ta = 0oC; pc = 53 bar và pd = 4,5 bar.


Câu 33
Một chu trình động cơ đốt trong lý tưởng cấp nhiệt đẳng áp, mơi chất là khơng khí có
nhiệt dung riêng bằng hằng số, các thông số cơ bản ở trạng thái nạp là pa = 1 bar; Ta =
350K; tỉ số nén bằng 20, hệ số dãn nở sớm bằng 2.
a)
b)

c)
d)

Biểu diễn chu trình trên đồ thị p-v và T-s
Xác định các thông số cơ bản ở các đỉnh của chu trình
Tính nhiệt lượng và cơng của mơi chất trao đổi trong chu trình
Tính hiệu suất nhiệt và so sánh với chu trình Cac nơ trong cùng phạm vi nhiệt độ

Câu 34
Một chu trình động cơ đốt trong lí tưởng cấp nhiệt đẳng áp có tỉ số nén bằng 16, nhiệt
lượng nguồn nóng truyền cho mơi chất khơng khí trong một chu trình bằng 1800 kJ/kg.
Cho biết trước khi nén khơng khí có áp suất bằng 0.1 MPa và nhiệt độ bằng 15oC.
a) Biểu diễn chu trình trên đồ thị p-v và T-s; xác định áp suất và nhiệt độ ở các trạng
thái đặc biệt của chu trình
b) Tính hiệu suất nhiệt của chu trình.