1 of 1  

ME 3333 Thermodynamics 

HW‐IV_Problems_Fall 2010  

2‐32E  The  force  F  required  to  compress  a  spring  a distance x is given by F – F0 = kx where k is the spring  constant  and  F0  is  the  preload. Determine  the  work  required  to  compress  a spring whose spring constant is k = 200 lbf/in a distance  of  one  inch  starting  from  the  free length where F0 = 0 lbf. Express your answer in both lbf ∙ ft and Btu. Answer: 8.33 lbf ∙ ft ; 0.0107 Btu  

2‐38  Determine  the  power  required  for  a  1150‐kg car  to  climb  a  100‐m‐long  uphill  road with  a slope of  30o  (from horizontal)  in  12  s  (a)  at  a constant  velocity,  (b)  from  rest  to  a  final velocity  of  30 m/s,  and  (c)  from  35 m/s  to  a final  velocity  of  5 m/s.  Disregard  friction,  air drag, and rolling resistance.  Answer: (a) 47.0 kW, (b) 90.1 kW, (c) ‐10.5 kW   

2‐51  A fan is to accelerate quiescent air to a velocity of 8 m/s at a rate of 9 m3/s. Determine the minimum power that must be supplied to the fan. Take the density of air to be 1.18 kg/m3.Answer: 340 W  

2‐76  An oil pump is drawing 35 kW of electric power while pumping oil with ρ = 860 kg/m3 at a rate of 0.1 m3/s. The  inlet and outlet diameters of the  pipe  are  8  cm  and  12  cm,  respectively.  If the pressure rise of oil in the pump is measured to  be  400  kPa  and  the motor  efficiency  is  90 percent,  determine  the  mechanical  efficiency of the pump.  Answer: 83.6%  

2‐83C  What is the greenhouse effect? How does the excess CO2 gas in the atmosphere cause the greenhouse effect? What are the potential long‐term consequences of greenhouse effect? How can we combat this problem?  

 

     1500 kg