Создан заказ №1875273
27 марта 2017
Смесь газов с начальной температурой Т1 = 300 К сжимается от давления p1 = 0 1 МПа до давления p2
Как заказчик описал требования к работе:
Срочно решить контрольную работу по теплоэнергетике и теплотехнике из 6 задач в двух вариантах. Все решения нужно подробно расписать.
Фрагмент выполненной работы:
Смесь газов с начальной температурой Т1 = 300 К сжимается от давления p1 = 0,1 МПа до давления p2. Сжатие может происходить по изотерме, по адиабате и по политропе с показателем политропы n.
Определить для каждого из трех процессов сжатия конечную температуру Т2 и объем v2 смеси, изменение внутренней энергии U, энтальпии H и энтропии смеси ΔS, а также теплоту Q и работу L. Результаты расчетов занести в таблицу 2 и изобразить процессы сжатия в p-v и T-S – диаграммах. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 1.
Примечание. Расчет провести приняв теплоемкость постоянной.
Исходные данные:
Вариант m1, кг Газ 1 m2, кг Газ 2 n р2, МПа
06 4 Окись углерода 6 Водород 1,2 0,9
Решение:
Найдем долю каждого газа в смеси.
Масса смеси:
M = m1 + m2 = 4,0 + 6,0 = 10,0 кг
Массовая доля первого газа:
g1 = m1 = 4,0 = 0,4
M
10,0
Массовая доля второго газа:
g2 = m2 = 6,0 = 0,6
M
10,0
Считаем, что теплоемкость зависит только от количества атомов в молекуле, согласно приведенной таблице.
Таблица 1
Газы μСv, кДж/(кмоль·К μСp, кДж/(кмоль·К
одноатомные 12,5 20,8 1,67
Двухатомные, воздух 20,8 29,1 1,4
Трехатомные,
многоатомные 24,9 33,3 1,29
Число атомов первого компонента: N1 = 2
Теплоемкость первого компонента:
μСυ1 = 20,8 кДж/(кмоль·К); μСр1 = 29,1 кДж/(кмоль·К);
Молекулярная масса газа:
μ1 = 0,028 кг/моль
Определим массовые теплоемкости первого компонента:
Массовая изохорная теплоемкость:
Сυ1 = μСυ1 = 20,8 = 743 Дж
μ1
0,028
кг· К
Массовая изобарная теплоемкость:
Ср1 = μСр1 = 29,1 = 1039 Дж
μ1
0,028
кг· К
Число атомов второго компонента: N2 = 2
Теплоемкость второго компонента:
μСυ2 = 20,8 кДж/(кмоль·К); μСр2 = 29,1 кДж/(кмоль·К);
Молекулярная масса газа:
μ2 = 0,002 кг/моль
Определим массовые теплоемкости первого компонента:
Массовая изохорная теплоемкость:
Сυ2 = μСυ2 = 20,8 = 10400 Дж
μ2
0,002
кг· К
Массовая изобарная теплоемкость:
Ср2 = μСр2 = 29,1 = 14550 Дж
μ2
0,002
кг· К
Изохорная теплоемкость смеси:
Сv = Σgi·Сvi = 0,4 · 743 + 0,6 · 10400 = 6537 Дж/(кг∙К)
Изобарная теплоемкость смеси:
Ср = Σgi·Срi = 0,4 · 1039 + 0,6 · 14550 = 9146 Дж/(кг∙К)
Газовая постоянная смеси:
R = Сp − Сυ = 9146 − 6537 = 2609 Дж/( кг·К)
Показатель адиабаты:
k = Ср = 9146 = 1,4
Сυ
6537
На основании полученных величин можно производить расчеты энергетических характеристик процессов расширения газа.
2. Рассчитываем термодинамические параметры процесса расширения. Считаем, что теплоемкость газа остается неизменной во всех точках термодинамического процесса. Рассчитываем термодинамические параметры воздуха в точках цикла, обозначенных на диаграммах PV и TS.
2.1. Начальное состояние газа.
Температура: Т1 = 27 ºC = 300 K - из условий задачи
Давление: p1 = 0,1 МПа
- из условий задачи
Объем: υ1 = R·T1 = 2608 · 300 = 7,824 м3/кг
р1
0,1 ·106
Внутренняя энергия: u1 = Cv∙T1 = 6537 ∙ 300 = 1961,1 кДж/кг
Энтальпия: h1 = Cp∙T1 = 9145 ∙ 300 = 2743,5 кДж/кг
Считаем, что энтропией равной нулю обладает воздух при значении абсолютного давления Р0 = 105 Па (1 бар) и температурой Т0 = 273,15 K.
S1 = Сp·ℓn T1 – R·ℓn p1 = 9145 ·ℓn 300 – 2608 ·ℓn 0,1 = 862,5 Дж
T0
P0
273
0,1
кг·К
2.1. Процесс изотермического расширения.
Температура: T2 = T1 = 300 К - по условию процесса
Давление: p2 = 0,9 MПа - по условию задачи
Объем: υ2 = R·T2 = 2608 · 300 = 0,869 м3/кг
р2
0,9 ·106
Внутренняя энергия и энтальпия остаются неизменными.
u1 = u2; h1 = h2;
Энтропия:
S2 = Сp·ℓn T2 – R·ℓn p2 = 9145 ·ℓn 300 – 2608 ·ℓn 0,9 = -4867,9 Дж
T0
P0
273
0,1
кг·К
Термодинамическая работа процесса и количество теплоты:
ℓ1-2 = q1-2 = RT1·ln P1 = 2608 · 300 ·ln 0,1 = -1719,1 кДж/кг
P2
0,9
Изменение внутренней энергии: ∆u1-2 = 0
Изменение энтальпии: ∆h1-2 = 0
Изменение энтропии:
∆s1-2 = s2 – s1 = -4867,9 – 862,5 = -5730,4 кДж/кг
2.2. Процесс адиабатного расширения.
Степень сжатия: π = P1 = 0,1 = 0,11
P2
0,9
Объем: υ3 = υ1·π 1/k = 7,824 · 0,11 0,71 = 1,627 м3/кг
Температура: T3 = Т1 = 300 = 561 К
π (k-1)/k
0,11 0,29
Внутренняя энергия: u3 = Cv∙T3 = 6537 ∙ 561 = 3670,1 кДж/кг
Энтальпия: h3 = Cp∙T3 = 9145 ∙ 561 = 5134,3 кДж/кг
Энтропия:
S3 = Сp·ℓn T3 – R·ℓn 263 = 9145 ·ℓn 561 – 2608 ·ℓn 0,9 = 863,3 Дж
T0
P0
273
0,1
кг·К
Термодинамическая работа процесса:
ℓ1-3 = R·(T1 –T3) = 2608 ·( 300 – 561 ) = -1708,6 кДж/кг
k – 1
1,4 – 1
Количество теплоты: q1-3 = 0
Изменение внутренней энергии:
∆u1-3 = u3 – u1 = 3670,1 – 1961,1 = 1709,0 кДж/кг
Изменение энтальпии:
∆h1-3 = h3 – h1 = 5134,3 – 2743,5 = 3173,2 кДж/кг
Изменение энтропии: ∆s1-2 = 0
2.3...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
28 марта 2017
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Смесь газов с начальной температурой Т1 = 300 К сжимается от давления p1 = 0 1 МПа до давления p2.docx
2019-02-14 00:18
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
4
Положительно
автор долго не отвечает
работу сразу не приняли, пришлось переделывать
вместо необходимо двигателя - автор использовал паровой , который сейчас не используется , за правку попросил ещё доплатить
автора не советую 💁♂️
Хочешь такую же работу?
300 ₽
