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Engineering Thermodynamics Study Bundle | High-Scoring Questions & Answers

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Boost your confidence and improve your understanding of Engineering Thermodynamics with this comprehensive study bundle. Features carefully selected questions and accurate answers covering the most important and frequently tested topics. Ideal for exam preparation, concept reinforcement, and last-minute revision. A valuable resource for engineering students looking to save study time and achieve better grades.

Vista previa del contenido

THERMODYNAMICS
Chapter 1: Units, Dimensions & Problem Solving
SI Units, Dimensional Analysis & Engineering Calculations
10 Questions | Easy · Medium · Hard | Full Worked Solutions


Questions at a Glance
Q# Topic Level Key Concept
1 SI Base Units Easy SI

2 Dimensional Analysis Medium Dimensional

3 Energy Units Easy Energy

4 Power Units Easy Power

5 Newton's Laws & Force Medium Newton's

6 Significant Figures Easy Significant

7 System Boundary Medium System

8 Continuum Assumption Medium Continuum

9 Thermodynamic Equilibrium Medium Thermodynamic

10 Process vs Cycle Easy Process




Q1. SI Base Units
[Easy]
List the 7 SI base units. Which ones are most commonly used in thermodynamics? Convert 5 atm to
kPa, bar, and psi.
✔ SOLUTION
7 SI BASE UNITS: metre (m), kilogram (kg), second (s), ampere (A),
kelvin (K), mole (mol), candela (cd)

Most used in thermo: m, kg, s, K + derived: Pa, J, W

CONVERSIONS from 5 atm:
1 atm = 101.325 kPa → 5 atm = 506.625 kPa
1 atm = 1.01325 bar → 5 atm = 5.066 bar
1 atm = 14.696 psi → 5 atm = 73.48 psi
KEY ANSWER: 5 atm = 506.6 kPa = 5.07 bar = 73.5 psi


Q2. Dimensional Analysis
[Medium]
Verify the unit consistency of the ideal gas equation PV = mRT, where P is in Pa, V in m³, m in kg, R
in J/kg·K, and T in K.
✔ SOLUTION
Left side: P × V = Pa × m³ = (N/m²) × m³ = N·m = J

Thermodynamics — Practice Q&A | Page 1 of 6

, Right side: m × R × T = kg × (J/kg·K) × K = J

Both sides have units of JOULES (J) = N·m = kg·m²/s²

Therefore PV = mRT is dimensionally consistent. ✓

NOTE: This is why R has units J/kg·K (or kJ/kg·K in engineering).
Universal gas constant: R_u = 8.314 J/mol·K
Specific: R = R_u/M where M = molar mass (kg/kmol)
KEY ANSWER: Both sides = J (joules): dimensional consistency verified ✓


Q3. Energy Units
[Easy]

Convert the following: (a) 1 kWh to kJ and MJ, (b) 1 BTU to kJ, (c) 500 kcal to kJ.
✔ SOLUTION
Part (a) – 1 kWh:
1 kWh = 1 kW × 3600 s = 3600 kJ = 3.6 MJ

Part (b) – 1 BTU (British Thermal Unit):
1 BTU = 1.05506 kJ ≈ 1.055 kJ
1000 BTU = 1.055 MJ

Part (c) – 500 kcal:
1 kcal = 4.187 kJ (exact: 4186.8 J)
500 kcal = 500 × 4.187 = 2093.5 kJ

QUICK REFERENCE:
1 kWh = 3600 kJ | 1 BTU = 1.055 kJ | 1 kcal = 4.187 kJ
1 MJ = 0.278 kWh = 948 BTU = 239 kcal
KEY ANSWER: 1 kWh = 3600 kJ | 1 BTU = 1.055 kJ | 500 kcal = 2093.5 kJ


Q4. Power Units
[Easy]
A car engine produces 150 kW. Convert to (a) hp, (b) BTU/hr, (c) ft·lbf/s. Also, if the engine runs for
2 hours, how much energy in MJ?
✔ SOLUTION
CONVERSIONS:
1 kW = 1.341 hp | 1 kW = 3412 BTU/hr | 1 kW = 737.6 ft·lbf/s

Part (a): 150 kW × 1.341 = 201.2 hp
Part (b): 150 kW × 3412 = 511,800 BTU/hr ≈ 512 MBTU/hr
Part (c): 150 kW × 737.6 = 110,640 ft·lbf/s

Energy in 2 hours:
E = P × t = 150 kW × 2 hr = 300 kWh

Thermodynamics — Practice Q&A | Page 2 of 6

Información del documento

Subido en
5 de junio de 2026
Número de páginas
6
Escrito en
2025/2026
Tipo
Examen
Contiene
Preguntas y respuestas
$11.99

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