Создан заказ №3914020
27 апреля 2019
Смесь состоящая из m1 кг азота и m2 кг кислорода с начальными параметрами р1 = 1 МПа и Т1 = 1000 К расширяется до давления р2
Как заказчик описал требования к работе:
Расчёты должны сопровождаться комментариями, в решении записывать дано, систему СИ, что найти, ответ. Данные необходимые для решения задач брать из таблиц (цифра зачётки 2). Ответить на вопросы в конце задач. Выполнить в Word.
Фрагмент выполненной работы:
Смесь, состоящая из m1 кг азота и m2 кг кислорода с начальными параметрами р1 = 1 МПа и Т1 = 1000 К расширяется до давления р2. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем п. Определить газовую постоянную смеси, её молярную массу, начальный объем, конечные параметры смеси, работу расширения и теплоту, участвующую в процессе. Представить сводную таблицу результатов и ее анализ. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Показать процессы в pv и TS – диаграммах. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 1,2.
Таблица 1: Исходные данные:
Вариант m1, кг m2, кг р2, МПа n
2 3 7 0,35 1,25
Решение:
1. Определим физические параметры заданной смеси газов.
Массовые доли gi находим по формуле:
gi=mim (1)
где mi-массы компонента смеси, кг;
m-полная масса смеси, кг.
Масса смеси:
m=m1+m2
m = 3,0 + 7,0 = 10,0 кг
Массовая доля каждого газа по формуле (1):
g1 = 3,0 = 0,3 ; g2 = 7,0 = 0,7
10,0
10,0
Определяем кажущуюся молекулярную массу смеси по формуле:
μсм=1gN2μN2+gO2μO2 (2)
где μi-молекулярные массы компонентов смеси, кг/моль.
Молярная масса азота: μN2 = 0,028 кг/моль.
Молярная масса кислорода: μО2 = 0,032 кг/моль.
Средняя молекулярная масса смеси по (2):
μсм = 1 = 30,68 кг/кмоль
0,3 + 0,7
28
32
Газовую постоянную R смеси ищем по формуле:
R=8314μсм
R = 8314 = 270 Дж/(кг·К)
30,68
При определении теплоемкости газа воспользуемся положениями молекулярно-кинетической теории газов, согласно которой теплоемкость газа определяется только количеством атомов в молекуле (Таблица 2).
Таблица 2
Газы μСv,
кДж/(кмоль·К) μСp,
кДж/(кмоль·К)
одноатомные 12,5 20,8
Двухатомные, воздух 20,8 29,1
Трехатомные,
многоатомные 24,9 33,3
Число атомов в молекуле газа N для кислорода и азота одинаково: N = 2
Согласно приведенным данным мольная теплоемкость обоих газов:
μСv=20,8 кДж/(кмоль·К); μСp=29,1 кДж/(кмоль·К);
Определим массовую теплоемкость компонентов смеси по формуле:
Срi=μСрiμi (3)
Ср1=29,10,028=1039 Дж/(кг∙К)
Ср2=29,10,032=909 Дж/(кг∙К)
Удельная изобарная теплоемкость смеси:
Cp=i=12giCpi
Ср = 0,3 · 1039 + 0,7 · 909 = 948 кДж/(кг∙К)
Удельная изохорная теплоёмкость смеси по формуле Майера:
Cv=Cp-R
Сv = 948 − 270 = 678 Дж/( кг· К)
Показатель адиабаты:
k= CpCv
k = 948 = 1,4
678
2. Рассчитываем термодинамические параметры процесса расширения. Считаем, что теплоемкость газа остается неизменной во всех точках термодинамического процесса.
2.1. Начальное состояние газа.
Давление (по условию):
p1 = 1,0 MПа
Температура по (по условию):
Т1 = 1000 K
Удельный объем:
v1=RT1рi
υ1 = 1000 · 270 = 0,27 м3/кг
1,0 ·106
2.2. Процесс изотермического расширения.
Давление (по условию):
p2 = 0,35 MПа
Температура по (по условию):
Т2 = Т1 = 1000 K
Удельный объем:
v2=RT2р2
υ2 = 270 · 1000 = 0,771 м3/кг
0,35 ·106
Термодинамическая работа процесса и количество теплоты:
l12=q12=RT1∙lnp1p2
ℓ12 = 270 · 1000 ·ln 1,0 = 283,5 кДж/кг
0,35
2.3. Процесс адиабатного расширения.
Давление (по условию):
p3 = p2 = 0,43 MПа
Удельный объем по соотношению для адиабатного процесса:
v3=v1∙р1р31k
υ3 = 0,27 · ( 1,0 ) 0,72 = 0,572 м3/кг
0,35
Температура по соотношению для адиабатного процесса:
T3=T1∙р3р1k-1k
T3 = 1000 · ( 0,35 ) 0,28 = 742 K
1,0
Термодинамическая работа процесса:
l13=RT1-T3k-1
ℓ13 = 270 ·( 1000 – 742 ) = 175,2 кДж/кг
1,4 – 1
Количество теплоты: q13 = 0
2.4. Процесс политропного расширения.
Давление (по условию):
p4 = p2 = 0,43 MПа
Удельный объем по соотношению для политропного процесса:
v4=v1∙р1р41n
υ4 = 0,27 · ( 1,0 ) 0,8 = 0,625 м3/кг
0,35
Температура по соотношению для политропного процесса:
T4=T1∙р4р1n-1n
T4 = 1000 · ( 0,35 ) 0,2 = 811 K
1,0
Термодинамическая работа процесса:
l14=RT1-T4n-1
ℓ14 = 270 ·( 1000 – 811 ) = 128,4 кДж/кг
1,25 – 1
Теплота процесса:
q14=Сvn-kn-1T4-T1
q14 = 678,0 ·( 1,25 – 1,4 ) ∙( 811 − 1000 ) = 76,1 кДж/кг
1,25 – 1
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
28 апреля 2019
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Смесь состоящая из m1 кг азота и m2 кг кислорода с начальными параметрами р1 = 1 МПа и Т1 = 1000 К расширяется до давления р2.docx
2019-05-01 00:45
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
автор очень хорошо сделал работу и очень оперативно. Преподаватель был поражен такой работой. образцовая! Спасибо.
Хочешь такую же работу?
300 ₽
