Создан заказ №4127527
16 июня 2019
1 68 1 кг воздуха совершает цикл Карно в интервале температур t1 = 627 ℃ и t3 = 27 ℃
Как заказчик описал требования к работе:
решить 1.68 задачу, термодинамика, срок сегодня 23.06
Фрагмент выполненной работы:
1.68. 1 кг воздуха совершает цикл Карно в интервале температур t1 = 627 ℃ и t3 = 27 ℃, причем наивысшее давление составляет р1 = 60 ата, а наинизшее р3 = 60 ата. Определить параметры состояния воздуха в характерных точках цикла, работу, термический КПД и количество подведенного q1 и отведенного q2 тепла в цикле.
Решение:
1. Теплофизические параметры рабочего тела (воздуха)
Считаем, что теплоемкость газа остается неизменной во всех точках термодинамического процесса. (работа была выполнена специалистами Автор 24)
Газовая постоянная:
R=287 Дж/(кг∙К)
Средняя удельная изобарная теплоемкость:
Cp=1005 Дж/(кг∙К)
Средняя удельная изохорная теплоемкость:
Cv=Cp-R
Cv=1005-287=718 Дж/(кг∙К)
Показатель адиабаты:
k=CpCv
k=1005718=1,4
2. Рассчитываем термодинамические параметры смеси в характерных точках цикла.
Давление газа pi , объем vi или температуру Ti вычисляем на основании уравнения состояния идеального газа:
pivi=RTi (1)
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 (2)
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 (3)
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 (4)
где Cp-теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг·К);
Т0 = 273 K – абсолютная температура, при которой энтропия равна нулю;
р0 = 0,1013 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. Находим параметры газа в точке 1.
Давление (по условию):
p1=60 ата=60∙98100=5,89 МПа
p1 = 5,89 MПа
Температура (по условию):
Т1 = 627 ℃ = 900 K
Удельный объем газа по (1):
υ1 = 287 · 900 = 0,044 м3/кг
5,89 ∙106
Внутренняя энергия по (2):
u1 = 718 ∙ 900 = 646 кДж/кг
Энтальпия по (3):
h1 = 1005 ∙ 900 = 905 кДж/кг
Энтропия по (4).
s1 = 1005 ·ℓn 900 – 287 ·ℓn 5,89 = 33,0 Дж/(кг·К)
273
0,1013
2.1. Находим параметры газа в точке 3.
Давление (по условию):
p3=1 ата=1∙98100=0,098 МПа
Температура (по условию):
Т3 = 27 ℃ = 300 K
Удельный объем газа по (1):
υ3 = 287 · 300 = 0,878 м3/кг
0,098 ∙106
Внутренняя энергия по (2):
u3 = 718 ∙ 300 = 215 кДж/кг
Энтальпия по (3):
h3 = 1005 ∙ 300 = 302 кДж/кг
Энтропия по (4).
s3 = 1005 ·ℓn 300 – 287 ·ℓn 0,1 = 104,0 Дж/(кг·К)
273
0,1013
2.3. Находим параметры газа в точке 2.
Температура (по условию изотермического процесса 1-2:
Т2 = Т1 = 900 K
Давление по соотношению для адиабатного процесса:
p2=p3∙T2T3k/(k-1)
p2 = 0,098 84455571500· 900 3,5 = 4,596 МПа
300
Удельный объем по соотношению для адиабатного процесса:
v2=v3∙T3T21/(k-1)
υ2 = 0,878 84455571500· 300 2,5 = 0,06 м3/кг
900
Внутренняя энергия в изотермическом процессе не меняется:
u2 = u1 = 646 кДж/кг
Энтальпия в изотермическом процессе не меняется:
h2 = h1 = 905 кДж/кг
Энтропия в адиабатном процессе неизменна:
s2 = s3 = 104,0 Дж/(кг·К)
2.4. Находим параметры газа после адиабатного процесса 4-1.
Температура (по условию изотермического процесса 3-4:
Т4 = Т3 = 300 K
Давление по соотношению для адиабатного процесса:
p4=p1∙T4T1k/(k-1)
p4 = 5,89 84455571500· 300 3,5 = 0,126 МПа
900
Удельный объем по соотношению для адиабатного процесса:
v4=v1∙T1T41/(k-1)
υ4 = 0,044 84455571500· 900 2,5 = 0,69 м3/кг
300
Внутренняя энергия по (2):
u4 = 718 ∙ 300 = 215 кДж/кг
Энтальпия по (3):
h4 = 1005 ∙ 300 = 302 кДж/кг
Энтропия в адиабатном процессе неизменна:
s4 = s1 = 33,0 Дж/(кг·К)
Полученные результаты заносим в таблицу:
Таблица 1. Значения параметров и функций состояния в характерных точках цикла
Точка p,
МПа υ,
м3/кг t, °C Т, К u,
кДж/кг h,
кДж/кг s,
Дж/(кг·K)
1 5,886 0,044 627 900 646,2 904,5 33,0
2 4,596 0,056 627 900 646,2 904,5 104,0
3 0,098 0,878 27 300 215,4 301,5 104,0
4 0,126 0,685 27 300 215,4 301,5 33,0
3. Рассчитываем изменений функций состояния ∆u, ∆h, ∆s.
Расчет производим по формуле: ∆Z = Zкон − Zнач
Zкон и Zнач − соответственно конечное и начальное состояние функции. Рассчитанные данные помещаем в таблицу 5.
4...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
17 июня 2019
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
1 68 1 кг воздуха совершает цикл Карно в интервале температур t1 = 627 ℃ и t3 = 27 ℃.jpg
2020-12-03 21:14
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
4.3
Положительно
Выполнил работу качественно и в срок. Выбрал электронный вид, претензий к оформлению нет: всё аккуратно-элегантно. Рекомендую!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
