Создан заказ №2302593
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 13, номер варианта 17. Рабочее тело из первой задачи Газ: СО2=0,23 моль N2=2,2 моль H2O=0,4 моль в первом домашнем задании цифры: номер в журнале 13 номер задания 2-5 В таблице номер 1 значения под цифрой 2
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, моль N2, моль H2O, моль
2 0.23 2.2 0.4
Таблица 2
Вариант υ1, м3/кг t1, ℃ р2, МПа t3, ℃
17 0.12 100 2 350
Решение:
1. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Определим физические параметры заданной смеси газов.
Найдем долю каждого газа в смеси.
Объемные доли ri находим по формуле:
ri=νiν (1)
где νi-число молей компонента смеси, моль;
ν-число молей смеси, моль.
Число молей смеси:
ν = ν1 + ν2 + ν3 = 0,23 + 2,2 + 0,4 = 2,83 моль
Объемная доля первого газа:
r1 = 0,23 = 0,08
2,83
Объемная доля второго газа:
r2 = 2,2 = 0,78
2,83
Объемная доля третьего газа:
r3 = 0,4 = 0,14
2,83
Проверяем правильность вычисления значений объемных долей смеси.
r1 + r2 + r3 = 0,08 + 0,78 + 0,14 = 1
Объемные доли смеси рассчитаны правильно.
Определяем кажущуюся молекулярную массу смеси по формуле:
μсм=i=13riμi (2)
где μi-молекулярные массы компонентов смеси, кг/моль.
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=
0,08 · 44 + 0,78 · 28 + 0,14 · 18 = 27,9 кг/кмоль
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)
Молярная изобарная теплоемкость смеси по формуле:
μСр=i=13riμСpi (3)
μCp=
0,08 · 33,3 + 0,78 · 29,1 + 0,14 · 33,3 = 30,0 кДж/(кмоль·К)
Определим массовую теплоемкость смеси:
Ср=μСрμсм
Ср = 30,03 = 1077 Дж/( кг· К)
0,028
Газовую постоянную R смеси ищем по формуле:
R=8,31μсм
R = 8314 = 298 Дж/(кг·К)
27,89
Средняя удельная изохорная теплоёмкость смеси по формуле Майера:
Cv=Cp-R
Сv = 1077 − 298 = 779 Дж/( кг· К)
Показатель адиабаты:
k= CpCv
k = 1077 = 1,38
779
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 = 298 · 373 = 0,93 МПа
0,12
Внутренняя энергия по (2):
u1 = 779 ∙ 373 = 291 кДж/кг
Энтальпия по (3):
h1 = 1077 ∙ 373 = 402 кДж/кг
Энтропия по (4).
s1 = 1077 ·ℓn 373 – 298 ·ℓn 0,93 = -327,2 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· 0,93 0,72 = 0,069 , м3/кг
2,0
Температура по соотношению для адиабатного процесса:
T2=T1∙р2р1k-1k
T2 = 373 84455571500· 2,0 0,28 = 462 K
0,93
Внутренняя энергия по (2):
u2 = 779 ∙ 462 = 360 кДж/кг
Энтальпия по (3):
h2 = 1077 ∙ 462 = 497 кДж/кг
Энтропия в адиабатном процессе неизменна:
s2 = s1 = -327,2 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 = 0,069 · 623 = 0,093 , м3/кг
462
Внутренняя энергия по (2):
u3 = 779 ∙ 623 = 485 кДж/кг
Энтальпия по (3):
h3 = 1077 ∙ 623 = 671 кДж/кг
Энтропия по (4).
s3 = 1077 ·ℓn 623 – 298 ·ℓn 2,0 = -4,1 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
2017-10-08 01:50
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Срочная работа выполнена очень качественно и своевременно. Выполнением остался доволен.
Хочешь такую же работу?
300 ₽
