Создан заказ №1727178
6 февраля 2017
Смесь состоящая из М1 киломолей азота и М2 киломолей кислорода с начальными параметрами р1=1 МПа и Т2=1000 К расширяется до давления р2
Как заказчик описал требования к работе:
решение задач не дорого.контрольная работа №2 последние цифры шифра 15, ..... 6 задач
Фрагмент выполненной работы:
Смесь, состоящая из М1 киломолей азота и М2 киломолей кислорода с начальными параметрами р1=1 МПа и Т2=1000 К расширяется до давления р2. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем n. Определить газовую постоянную смеси, ее массу и начальный объем, конечные параметры смеси, работу расширения и теплоту, участвующую в процессе.
Дать сводную таблицу результатов и анализ ее. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Показать процессы в pv- и Ts – диаграммах. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл.7.
Указание. Показатель адиабаты, а следовательно, и теплоемкости cp и cv следует принять постоянными, не зависящими от температуры.
Таблица 7
Последняя цифра шифра М1
М2
Предпоследняя цифра шифра р2, МПа n
кмоль
5 0,6 0,4 1 0,40 1,3
Решение:
Масса газовой смеси
М = MN2 + MО2,
где MN2 масса азота;
MО2 – масса кислорода.
MN2 = M1*µN2; MО2 = M2*µО2,
где М1 – количество кмолей азота;
µN2= 28 кг/кмоль -молекулярная масса азота;
М2 – количество кмолей кислорода;
µО2 = 32 кг/кмоль -молекулярная масса кислорода.
Получаем
MN2 = M1* µN2 = 0,6*28 = 16,8 кг;
MО2 = M2* µО2 = 0,4*32 = 12,8 кг;
М = MN2 + MО2 = 16,8 + 12,8 = 29,6 кг.
Молекулярная масса смеси
µCM= 1/[(mN2/ µN2) + (mO2/ µO2)],
где mN2 и mO2 – массовые доли азота и кислорода в смеси.
mN2 = MN2 / M = 16,8/29,6 = 0,57;
mO2 = MO2 / M = 12,8/29,6 = 0,43;
µCM = 1/[(0,57/28) + (0,43/32)] = 29,94.
Газовая постоянная смеси
RCM = R/ µCM = 8314/ µCM = 8314/29,94 = 278 Дж/(кг*К),
Начальный объём смеси
Используем уравнение состояния Р1*V1 = M*RCM*T1, из которого выражаем объём смеси:
V1 = M*RCM*T1/P1 = 29,94*278*1000 / (1*106) = 8,23 м3.
Массовая изобарная теплоёмкость смеси
Cрсм = (mi*Cpi),
где Cpi = µCрi /µi - массовая изобарная теплоёмкость i-го компонента смеси
µCрi = 29,1 кДж/(кмоль*К) – мольная изобарная теплоёмкость азота и кислорода( для двухатомных газов),
Cрсм = 0,57*29,1/28 + 0,43*29,1/32 = 0,983 кДж,(кг*К).
Массовая изохорная теплоёмкость смеси
Cvсм = (mi*Cvi),
где Cvi = µCvi /µi - массовая изохорная теплоёмкость i-го компонента смеси
µvрi = 20,93 кДж/(кмоль*К) – мольная изохорная теплоёмкость азота и
кислорода( для двухатомных газов),
Cvсм = 0,57*20,93/28 + 0,43*20,93/32 = 0,71 кДж,(кг*К).
Показатель адиабаты:
k = Cрсм/Cvсм = 0,983/0,71 = 1,39
1. Рассмотрим изотермическое расширение.
Конечные параметры смеси:
Так как процесс изотермический T2 = T1 = 1000 K.
Р2 = 0,40 МПа – по условию задачи.
Конечный объём определяем из соотношения для изотермического процесса:
V2= P1*V1 / P2 = 1*106*8,23 / (0,40*106) = 20,58 м3.
Работа расширения
L = M* RCM*T*ln(V2/V1) = 29,6*278*1000*ln(20,58/8,23) = 7641973 Дж. Изменение внутренней энергии
Так как в изотермическом процессе температура не меняется, то ∆U = 0.
Количество теплоты, участвующее в процессе
По первому закону термодинамики Q = L + ∆U.
Так как ∆U = 0, то Q = L = 7641973 Дж.
2. Рассмотрим адиабатное расширение.
Конечные параметры смеси:
Р2 = 0,40 МПа – по условию задачи.
Конечный объём определяем из соотношения параметров для адиабатного процесса:
V2k = P1*V1k / P2,
V21,39 = 1*106*8,231,39 / (0,40*106) = 46,81;
V2 = 15,9 м3.
Конечную температуру определяем из соотношения параметров для адиабатного процесса
T2 = T1*(V1 / V2 )k-1 = 1000*(8,23/15,9)1,39-1 = 774 K.
Работа расширения
L =(M* RCM /(k – 1))*(T1 - T2) = (29,6*278 / (1,39 – 1))*(1000 - 774) = 4768484 Дж.
Количество теплоты, участвующее в процессе
Так как процесс адиабатный, идёт без обмена теплом, то Q = 0.
Изменение внутренней энергии
По первому закону термодинамики Q = L + ∆U.
Так как Q = 0,то ∆U = - L = - 4768484 Дж.
3...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
20 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
7 февраля 2017
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Смесь состоящая из М1 киломолей азота и М2 киломолей кислорода с начальными параметрами р1=1 МПа и Т2=1000 К расширяется до давления р2.jpg
2017-02-10 20:38
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Работа выполнена очень качественно. Автор отвечает на вопросы, настроен доброжелательно. Планирую продолжать сотрудничество с этим Автором. Спасибо!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
