Создан заказ №3838994
8 апреля 2019
V1 м3 газа с начальным давлением р1 и начальной температурой t1 сжимается до изменения объёма в раз ( = V1/V2)
Как заказчик описал требования к работе:
нужно сделать 6 задач (точный вариант скажу позднее)
Фрагмент выполненной работы:
V1, м3 газа с начальным давлением р1 и начальной температурой t1 сжимается до изменения объёма в раз ( = V1/V2). Сжатие происходит по изотерме, адиабате и политропе с показателем политропы n. Определить массу газа, конечный объём, температуру, работу сжатия, количество отведённой теплоты, изменение внутренней энергии и энтропии газа для каждого из процессов. Изобразить процессы сжатия в p,v и T,s – диаграммах. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Данные для решения приведены в таблице 6. Результаты расчетов свести в таблицу.
Таблица 1. Исходные данные
Вариант Газ V1, м3 р1, МПа ε t1, ℃ n
73 O2 65 0,12 13 15 1,28
Решение:
1. Теплофизические параметры рабочего тела.
Считаем газ идеальным. Воспользуемся положениями молекулярно-кинетической теории газов, согласно которой теплоемкость идеального газа не зависит от температуры, а определяется только количеством атомов в молекуле, согласно приведенной Таблице 1.
Таблица 2. Молярная теплоемкость идеальных газов.
Газы μСv,
кДж/(кмоль·К μСp,
кДж/(кмоль·К
Одноатомные 12,5 20,81 1,67
Двухатомные, воздух 20,79 29,10 1,4
Трех и многоатомные 24,94 33,26 1,29
Число атомов в молекуле газа:
N = 2
Молярная изохорная теплоемкость:
μСυ = 20,79 кДж/(кмоль·К)
Молярная изобарная теплоемкость:
μСp = 29,1 кДж/(кмоль·К)
Молярная масса газа:
μ = 0,032 кг/моль
Определим газовую постоянную R смеси.
R=8,314μ
R = 8,314 = 259 Дж/(кг·К)
0,032
Изохорная теплоемкость смеси:
Сυ = 20,79 = 649 Дж/(кг∙К)
0,032
Изобарная теплоемкость смеси:
Ср = 29,1 = 909 Дж/(кг∙К)
0,032
Уточним показатель адиабаты:
k= CpCv
k = 909 = 1,4
649
2. Вычисляем параметры газа в начальной и конечной точках.
Параметры состояния газа вычисляем на основании уравнения состояния идеального газа:
pivi=RTi (1)
где рi- давление газа в точке i, Па;
R − газовая постоянная, Дж/(кг·К);
Ti-абсолютная температура газа в точке i, К;
vi- удельный объем газа в точке i, м3/кг.
Внутреннюю энергию газа вычисляем по формуле:
ui=Cv∙Тi (2)
где Cv-теплоемкость при постоянном объеме, Дж/(кг·К);
Ti-абсолютная температура газа в точке i, К.
Энтропию газа вычисляем по формуле:
Si=Cp∙lnТiТ0-R∙lnpip0 (3)
где Cp-теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг·К);
Т0 = 273 K – абсолютная температура, при которой энтропия равна нулю;
р0 = 0,1 МПа (1 бар) – давление газа, при котором энтропия равна нулю;
R − газовая постоянная, Дж/(кг·К);
Ti-абсолютная температура газа в точке i, К;
pi-давление газа в точке i, Па.
2.1 Начальное состояние газа.
Давление:
р1 = 0,12 МПа
Температура:
Т1 = 15 ℃ = 288 K
Удельный объем газа по (1):
υ1 = 260 ∙ 288 = 0,624 м3/кг
0,12 ·106
Масса газа:
m=V1v1
m = 65 = 104,17 кг
0,624
Внутренняя энергия по (2):
u1 = 649 ∙ 288 = 187 кДж/кг
Энтропия по (3).
s1 = 909 ·ℓn 288 – 260 ·ℓn 0,12 = 1,2 Дж/(кг·К)
273
0,1
2.2. Процесс изотермического сжатия.
Конечный объем:
v2=v1ε
υ2 = 0,624 = 0,048 м3/кг
13
Давление газа по соотношению для изотермического процесса:
p2=p1∙v1v2=p1∙ε
р2 = 0,12 ∙ 13 = 1,56 МПа
Внутренняя энергия остаётся неизменна: u1 = u2
Энтропия:
s2 = 909 ·ℓn 288 – 260 ·ℓn 1,56 = -665,7 Дж/(кг·К)
273
0,1
Термодинамическая работа процесса и количество теплоты:
l12=q12=RT1∙lnp1p2= RT1∙ln1ε (7)
q12 = ℓ12 = 260 ∙ 288 · ℓn 1 = -192 кДж/кг
13
Изменение внутренней энергии: ∆u1-2 = 0
Изменение энтропии:
∆s12 = -665,7 –( 1,2 ) = -666,9 Дж/кг
2.3. Процесс адиабатного сжатия.
Давление:
p3=p1∙v1v2k=p1∙εk
р3 = 0,12 ∙ 13 1,4 = 4,36 МПа
Температура:
T3=T1∙v1v2k-1= T1∙εk-1
T3 = 288 ∙ 13 0,4 = 805 K
Внутренняя энергия по (2):
u3 = 649 ∙ 804 = 522 кДж/кг
Энтропия в адиабатном процессе неизменна: s3 = s1
Термодинамическую работу процесса адиабатного сжатия рассчитываем по формуле:
l13=RT1-T3k-1 (8)
ℓ13 = 260 ·( 288 – 804 ) = -335 кДж/кг
1,4 – 1
Количество теплоты в адиабатном процессе неизменно: q13 = 0
Изменение внутренней энергии:
∆u13 = 522 – 187 = 335 кДж/кг
Изменение энтропии: ∆s13 = 0
2.4...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
200 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
9 апреля 2019
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
V1 м3 газа с начальным давлением р1 и начальной температурой t1 сжимается до изменения объёма в раз ( = V1/V2).docx
2020-04-10 17:24
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
4
Положительно
Очень хороший автор, выполнял контрольную по теплотехники. Без единого замечания, рекомендую
Хочешь такую же работу?
300 ₽
