Создан заказ №2302578
4 октября 2017
Определить 1 Значение функций состояния в характерных точках цикла p v T
Как заказчик описал требования к работе:
Номер по списку журнала 2, номер варианта 17.
Рабочее тело из первой задачи
Газ:
СО2=1.13 М,кг
N2=3.75 М,кг
H2O=0.723 M,кг
в первом домашнем задании цифры:
номер в журнале 2
номер задания 1-8
В таблице номер 1 значения под цифрой 1
Фрагмент выполненной работы:
Определить:
1. Значение функций состояния в характерных точках цикла: p, v, T, u, h, s
2. Изменений функций состояния ∆u, ∆h, ∆s, термодинамическую и потенциальную работу, и теплообмен во всех процессах цикла.
3. Работу цикла, его термический коэффициент полезного действия, и КПД цикла Карно, осуществляемый в том же интервале температур.
Рис. 1. Схема цикла №3.
Исходные данные:
Таблица 1
Вариант CO2, кг N2, кг H2O, кг
1 1.13 3.75 0.723
Таблица 2
Вариант υ1, м3/кг t1, ℃ р2, МПа t3, ℃
17 0.12 100 2 350
Решение:
1. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Определим физические параметры заданной смеси газов.
Найдем долю каждого газа в смеси.
Массовые доли ri находим по формуле:
gi=miM (1)
где mi-маса компонента смеси, кг;
М-число молей смеси, кг.
Масса смеси:
М= m1 + m2 + m3 = 1,13 + 3,75 + 0,723 = 5,603 кг
Массовая доля первого газа:
g1 = 1,13 = 0,2
5,603
Массовая доля второго газа:
g2 = 3,75 = 0,67
5,603
Массовая доля третьего газа:
g3 = 0,723 = 0,13
5,603
Проверяем правильность вычисления значений массовых долей смеси.
g1 + g2 + g3 = 0,2 + 0,67 + 0,13 = 1
Массовые доли смеси рассчитаны правильно.
Среднюю молекулярную массу газовой смеси ищем по формуле:
μсм=1i=1nmiμi=1m1μ1+m2μ2+m3μ3 (2)
где mi-массовая доля i – го компонента смеси;
μi-молекулярная масса i – го компонента смеси.
Молекулярные массы из справочника:
μСО2=0,044 кг/моль; μN2=0,028 кг/моль; μH2O=0,018 кг/моль;
Кажущаяся молекулярная масса смеси по (2):
μсм =
1 = 28,05 кг/кмоль
0,2 + 0,67 + 0,13
44
28
18
Считаем, что теплоемкость не зависит от температуры, а только от количества атомов в молекуле, согласно приведенной таблице.
Таблица 3
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 1-го компонента N1 = 3; μСp1 = 33,3 кДж/(кмоль·К)
Число атомов 2-го компонента N2 = 2; μСp2 = 29,1 кДж/(кмоль·К)
Число атомов 3-го компонента: N3 = 3; μСp3 = 33,3 rДж/(кмоль·К)
Определяем массовые изобарные теплоемкости компонентов по формуле:
Срi=μСрiμi
Ср1 = 33,3 = 1,19 кДж/( кг· К)
28,05
Ср2 = 29,1 = 1,04 кДж/( кг· К)
28,05
Ср3 = 33,3 = 1,19 кДж/( кг· К)
28,05
Изобарная теплоемкость смеси определяется по формуле:
Ср=i=13giСpi (3)
Cp = 0,2 · 1,19 + 0,67 · 1,04 + 0,13 · 1,19 = 1087 Дж/(кмоль·К)
Газовую постоянную R смеси ищем по формуле:
R=8,31μсм
R = 8314 = 296 Дж/(кг·К)
28,05
Средняя удельная изохорная теплоёмкость смеси по формуле Майера:
Cv=Cp-R
Сv = 1087 − 296 = 791 Дж/( кг· К)
Показатель адиабаты:
k= CpCv
k = 1087 = 1,37
791
2. Рассчитываем термодинамические параметры смеси в характерных точках цикла.
Считаем, что теплоемкость газа остается неизменной во всех точках термодинамического процесса.
Давление газа p1 вычисляем на основании уравнения состояния идеального газа:
pi=RTivi (4)
где 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 (5)
где Cv-теплоемкость при постоянном объеме, Дж/(кг·К);
Ti-абсолютная температура газа в точке i, К.
Энтальпию газа вычисляем по формуле:
hi=Cp∙Тi (6)
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 (7)
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. Находим параметры газа в начальном состоянии.
Температура:
Т1 = 100 ℃ = 373 K
Удельный объем газа
υ1 = 0,12 м3/кг
Давление по (1):
р1 = 296 · 373 = 0,92 МПа
0,12
Внутренняя энергия по (2):
u1 = 791 ∙ 373 = 295 кДж/кг
Энтальпия по (3):
h1 = 1087 ∙ 373 = 405 кДж/кг
Энтропия по (4).
s1 = 1087 ·ℓn 373 – 296 ·ℓn 0,92 = -317,6 Дж/(кг·К)
273
0,1
2.2. Находим параметры газа после адиабатного сжатия.
Давление (по условию задачи):
р2 = 2,0 МПа
Удельный объем по соотношению для адиабатного процесса:
v2=v1∙р1р21k
υ2 = 0,12 84455571500· 0,92 0,73 = 0,068 , м3/кг
2,0
Температура по соотношению для адиабатного процесса:
T2=T1∙р2р1k-1k
T2 = 373 84455571500· 2,0 0,27 = 461 K
0,92
Внутренняя энергия по (2):
u2 = 791 ∙ 461 = 365 кДж/кг
Энтальпия по (3):
h2 = 1087 ∙ 461 = 501 кДж/кг
Энтропия в адиабатном процессе неизменна:
s2 = s1 = -317,6 Дж/(кг·К)
2.3. Находим параметры газа после изобарного процесса.
Давление (по определению изобарного процесса):
p3 = p2 = 2,0 MПа
Температура:
Т3 = 350 ℃ = 623 K
Удельный объем по соотношению для изобарного процесса:
υ3=υ2Т3Т1
υ2 = 0,068 · 623 = 0,092 , м3/кг
461
Внутренняя энергия по (2):
u3 = 791 ∙ 623 = 493 кДж/кг
Энтальпия по (3):
h3 = 1087 ∙ 623 = 677 кДж/кг
Энтропия по (4).
s3 = 1087 ·ℓn 623 – 296 ·ℓn 2,0 = 10,1 Дж/(кг·К)
273
0,1
2.4. Находим параметры газа после изотермического процесса...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
5 октября 2017
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Определить
1 Значение функций состояния в характерных точках цикла p v T.jpg
2018-11-07 17:59
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Автор сделал все в срок,и даже после гарантийного срока возникли вопросы по работе,автор согласился внести изменения и корректировки. Спасибо..
Хочешь такую же работу?
300 ₽
