Создан заказ №3956725
7 мая 2019
Смесь газов с начальными параметрами P1 и T1 расширяется до конечного объема V2 = α·V1
Как заказчик описал требования к работе:
Нужно выполнить контрольную по физике. Есть 6 задач и 3 теор.вопроса, срок - к 23-ему числу. Оплату обсудим в личном диалоге.
Фрагмент выполненной работы:
Смесь газов с начальными параметрами P1 и T1 расширяется до конечного объема V2 = α·V1. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем "n". Определить газовую постоянную смеси, ее массу или начальный объем, конечные параметры, работу расширения, теплоту процесса, изменение внутренней энергии и энтропии. Дать сводную таблицу результатов и проанализировать ее. Показать процессы в pυ и Ts диаграммах.
Таблица 1. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Исходные данные
Вариант m1, кг Газ 1 m2, кг Газ 2 n α р1, МПа Т1, К
09 6 Метан 4 Водород 1,21 17 7,2 1700
Решение:
1. Определим физические параметры заданной смеси газов.
Найдем долю каждого газа в смеси.
Объемные доли ri находим по формуле:
ri=ViV (1)
где Vi-объемы компонента смеси, м3;
V-полный объем смеси, м3.
Объем смеси:
V=V1+V2
V = 6,0 + 4,0 = 10,0 м3
Объемная доля первого газа по (1):
r1 = 6,0 = 0,6
10,0
Объемная доля второго газа:
r2 = 4,0 = 0,4
10,0
Проверяем правильность вычисления значений объемных долей смеси.
r1 + r2 = 0,6 + 0,4 = 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.
Определим массовые доли каждого компонента.
Из справочника выписываем молекулярные массы составляющих элементов газовой смеси.
Таблица 2. Газовые постоянные компонентов газовой смеси
Газ Метан Водород
Молярная масса μ, кг/кмоль 16 2
Кажущаяся молекулярная масса смеси по (2):
μсм=
0,6 · 16 + 0,4 · 2 = 10,4 кг/кмоль
Определим массовый состав газовой смеси по формуле:
gi=ri∙μiμ (3)
Массовая доля первого газа по (3):
g1 = 0,6 · 16 = 0,923
10,4
Массовая доля второго газа по (3):
g2 = 0,4 · 2 = 0,077
10,4
Проверяем правильность вычисления значений массовых долей смеси.
g1 + g2 = 0,923 + 0,077 = 1
Массовые доли смеси рассчитаны правильно.
Определим теплоемкости газовой смеси, принимая во внимание их температурную зависимость т от температуры. Для заданных газов эта зависимость задается соотношениями, приведенными в Таблице 4.1. Приложения 1:
Для первого газа (кДж/(кг·К):
Сv1 = 0,6314 + 0,00015541 ·t, Сp1 = 0,5016 + 0,00015541 ·t,
Для второго газа (кДж/(кг·К):
Сv2 = 10,12 + 0,0005945 ·t, Сp2 = 14,33 + 0,0005945 ·t,
Определяем теплоемкости компонентов смеси в первоначальном состоянии. В формулу подставляем значение температуры в градусах цельсия.
t1 = 1700 − 273 = 1427 ℃
Сv1 = 0,6314 + 0,00015541 · 1427 = 0,853 кДж/(кг·К)
Сp1 = 0,5016 + 0,00015541 · 1427 = 0,723 кДж/(кг·К)
Сv2 = 10,12 + 0,0005945 · 1427 = 10,97 кДж/(кг·К)
Сp2 = 14,33 + 0,0005945 · 1427 = 15,18 кДж/(кг·К)
Изохорная теплоемкость смеси:
Сv = Σgi·Сvi (1)
Сv = 0,92 · 853 + 0,08 · 10968 = 1631 Дж/(кг∙К)
Изобарная теплоемкость смеси:
Ср = Σgi·Срi (2)
Ср = 0,92 · 723 + 0,08 · 15178 = 1835 Дж/(кг∙К)
Газовая постоянная смеси:
R = Сp − Сυ
R = 1835 − 1631 = 204 Дж/( кг·К)
Показатель адиабаты:
k= CpCv
k = 1835 = 1,13
1631
На основании полученных величин можно производить расчеты энергетических характеристик процессов расширения газовой смеси.
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 pυ и Ts.
Внутреннюю энергию газа вычисляем по формуле:
ui=Cv∙Тi (3)
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 (4)
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 (5)
где Cp-теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг·К);
Т0 = 273 K – абсолютная температура, при которой энтропия равна нулю;
р0 = 0,1 МПа – 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. Начальное состояние газа.
Давление (по условию):
p1 = 7,2 MПа
Температура по (по условию):
Т1 = 1700 K
Удельный объем:
v1=RT1рi
υ1 = 1700 · 204 = 0,048 м3/кг
7,2 ·106
Внутренняя энергия по (3):
u1 = 1631 ∙ 1700 = 2773 кДж/кг
Энтальпия по (4):
h1 = 1835 ∙ 1700 = 3120 кДж/кг
Энтропия по (5).
s1 = 1835 ·ℓn 1700 – 204 ·ℓn 7,2 = 2484 Дж/(кг·К)
273
0,1
2.2...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
8 мая 2019
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Смесь газов с начальными параметрами P1 и T1 расширяется до конечного объема V2 = α·V1.docx
2019-05-11 09:31
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Очередная отличная работа! Быстро и правильно. И очень доброжелательный и отзывчивый автор. Спасибо!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
