Создан заказ №831238
26 ноября 2015
1(вар 89) Смесь состоящая из М1 = 0 5 киломолей азота и М2 = 0 5 киломолей кислорода с начальными параметрами Р1 = 1 МПа и Т1 = 1000К
Как заказчик описал требования к работе:
Оформить все графики в контрольной; 2. начертить схемы в соответствие со стандартами (можно в графическом редакторе на пк). Работу нужно сдавать в пятницу, поэтому 2 дня на выполнение максимум. Подробное задание прикрелено.
Фрагмент выполненной работы:
1(вар.89)
Смесь, состоящая из М1 = 0,5 киломолей азота и М2 = 0,5 киломолей кислорода с начальными параметрами Р1 = 1 МПа и Т1 = 1000К, расширяется до давления Р2 = 0,62 МПа. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем n = 0,7. Определить газовую постоянную смеси, её массу и начальный объём, конечные параметры смеси, работу расширения, теплоту, участвующую в процессе, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Дать сводную таблицу результатов и анализ её. Показать процессы в PV- и TS – диаграммах.
Решение:
Масса азота
MN2 = M1*µ(N2) = 0,5*28 = 14 кг,
где М1 – количество кмолей азота;
µ (N2) = 28 кг/кмоль -молекулярная масса азота.
Масса кислорода
MО2 = M2*µ (О2) = 0,5*32 = 16 кг,
где М2 – количество кмолей кислорода;
µ (О2) = 32 кг/кмоль -молекулярная масса кислорода.
Масса газовой смеси
М = MN2 + MО2 = 14 + 16 = 30 кг.
Массовые доли компонентов смеси
mN2 = MN2 / M = 14/30 = 0,47;
mO2 = MO2 / M = 16/30 = 0,53.
Молекулярная масса смеси
µCM= 1/[(mN2/ µN2) + (mO2/ µO2)] = 1/[(0,47/32) + (0,53/28)] = 29,41.
Газовая постоянная смеси
RCM = R/ µCM = 8314/ µCM = 8314/29,41 = 283 Дж/(кг*К),
где R = 8314 Дж/(кг*К) – универсальная газовая постоянная.
Начальный объём смеси
определяем из уравнения состояния Р1*V1 = M*RCM*T1 →
V1 = M*RCM*T1/P1 = 30*283*1000 / (1*106) = 8,5 м3.
8.Показатель адиабаты:
k = CpCM/CvCM,
где Cр - массовая изобарная теплоёмкость смеси газов,
CрCM = mO2*CpO2 + mN2*CpN2,
Cpi = µCрi /µi - массовая изобарная теплоёмкость газов,
µCрi = 29,1 кДж/(кмоль*К) – мольная изобарная теплоёмкость азота и кислорода,
mi - массовая доля азота и кислорода в смеси.
CрCM = mO2* µCрi/µО2 + mN2* µCрi/µN2
CрCM= 0,47*29,1/28 + 0,53*29,1/32 = 0,971 кДж/(кг*К).
Cvсм - массовая изохорная теплоёмкость смеси
Cvсм = mO2*CvO2 + mN2*CvN2,
Cvi = µCvi /µi - массовая изохорная теплоёмкость газов,
µCvi= 20,93 кДж/(кмоль*К) – мольная изохорная теплоёмкость азота и
кислорода,
Cvсм = mO2* µCvi/µО2 + mN2* µCvi/µN2
Cvсм = 0,47*20,93/28 + 0,53*20,93/32 = 0,698 кДж/(кг*К).
k = 0,971/0,698 = 1,39.
Изотермическое расширение.
1). Конечная температура
Так как процесс изотермический (t = const), то T2 = T1 = 1000 K.
2). Конечное давление
Р2 = 0,62 МПа.
3). Конечный объём
Воспользуемся соотношением параметров для изотермического процесса
P1*V1 = P2*V2 → V2= P1*V1 / P2 = 1*106*8,5 / (0,62*106) = 13,71 м3.
4). Работа расширения
L = M* RCM*T*ln(V2/V1) = 30*283*1000*ln(13,71/8,5) = 4058724 Дж.
5). Количество теплоты, участвующее в процессе
Так как ∆U = 0, то согласно первому закону термодинамики (Q = L + ∆U)
Q = L = 4058724 Дж.
7). Изменение энтропии
∆S = M*RCM*ln(V2/V1) = 30*283*ln(13,71/8,5) = 4059 Дж/К.
8)Изменение энтальпии:
∆Н = М*Срсм*(Т2 – Т1)
Так как при изотермическом процессе Т2 = Т1, то ∆Н = 0.
Адиабатное расширение.
1). Конечное давление:
Р2 = 0,62 МПа.
2). Конечный объём:
Воспользуемся соотношением параметров для адиабатного процесса
P1*V1k = P2*V2k → V2k = P1*V1k / P2
V21,39 = 1*106*(8,5)1,39 / (0,62*106) = 31,6 → V2 = 12 м3.
3). Конечная температура:
Воспользуемся соотношением параметров для адиабатного процесса
T1*V1k-1 = T2*V2k-1 → T2 = T1*(V1 / V2 )k-1 = 1000*(8,5/12)1,39-1 = 874 K.
4). Работа расширения
L =[M* RCM /(k – 1)]*(T1 - T2) = [30*283 / (1,39 – 1)]*(1000 - 874) = 2742923 Дж.
5). Количество теплоты, участвующее в процессе
Так как процесс адиабатный, то Q = 0.
6) Так как по первому закону термодинамики Q = L + ∆U, и Q = 0,
то ∆U = - L = - 2742923 Дж.
7). Изменение энтропии
При адиабатном процессе ∆S = 0,так как Q = 0(dS = dQ/T).
8) Изменение энтальпии:
∆Н = М*Срсм*(Т2 – Т1),
∆Н = 30*971*(874 – 1000) = - 3670380 Дж.
Политропное сжатие.
1). Конечное давление:
Р2 = 0,62 МПа.
2). Конечный объём:
Воспользуемся соотношением параметров для политропного процесса
P1*V1n = P2*V2n → V2n = P1*V1n / P2
V20,7 = 1*106*(8,5)0,7 / (0,62*106) = 7,22 → V2 = 16,8 м3.
3). Конечная температура:
Воспользуемся соотношением параметров для политропного процесса
T1*V1n-1 = T2*V2n-1 → T2 = T1*(V1 / V2 )n-1 = 1000*(8,5/16,8)0,7-1 = 1227 K.
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
27 ноября 2015
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
1(вар 89)
Смесь состоящая из М1 = 0 5 киломолей азота и М2 = 0 5 киломолей кислорода с начальными параметрами Р1 = 1 МПа и Т1 = 1000К.docx
2017-11-14 20:21
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Спасибо большое автору, работа выполнена раньше срока, качественно и по разумной цене. Всем рекомендую обращайтесь не пожалеете.
Хочешь такую же работу?
300 ₽
