В задаче рассматривается смесь газа, параметры которой изменяются в изобарном процессе. Пользуясь соотношением между параметрами для изобарного процесса, определяют конечный объем и давление газовой смеси. Значения теплоемкостей, которые необходимы для определения газовой постоянной заданной газовой смеси, приведены Приложении Б.
Для вычисления подведенной и отведенной теплоты следует вычислить изобарные и изохорные объемные теплоемкости смеси, которые рассчитываются через теплоемкость компонентов смеси.
Объемные доли компонентов, обозначенные в табл.2 исходных данных знаком «?», должны быть определены обучающимся.
Молярная масса смеси:
Удельная газовая постоянная смеси, Дж/кг∙К: .
Массовые доли компонентов смеси:
Сумма массовых долей компонентов смеси должна равняться единице:
.
Массовые изобарные теплоемкости компонентов смеси при нагреве от t 1 до t 2 определяются по формуле (2.1)
|
|
, (2.2)
где и - массовые изобарные теплоемкости компонента смеси при нагреве от 0оС до и соответственно (Приложение Б).
Теплоемкость газовой смеси, кДж/кг∙К:
Теплота, подведенная в процессе 1-2, кДж/кг:
. (2.3)
Работа процесса, кДж/кг:
кДж/кг. (2.4)
Изменение энтропии 1 кг смеси, кДж/кг∙К:
.
Литература: [2] – с. 44-58; [3] – с. 21-37; [4] – с. 33-38, 52-60; [4] – с. 5-24.
Задание 3
В изохорном процессе температура газа массой m с начальным давлением Р 1 изменяется от t 1 до t 2. Затемгаз адиабатно расширяется.
Определить температуру, давление, удельный объем в конце адиабатного расширения и суммарную работу процессов, если температуры рабочего тела в точках один и три равны. Представить процессы в vр- и sT- диаграммах.
Данные, необходимые для выполнения задания, выбрать из таблицы 2.3.
Таблица 2.3 – Исходные данные к заданию 3 | ||||||||
Предпоследняя цифра шифра | m, кг | Р 1, МПа | Послед- няя цифра шифра | t 1, °C | t 2, °C | Газ | Хими- ческая формула | с рm, кДж/кг×К |
0 | 2,0 | 0,1 | 0 | 17 | 67 | Азот | N2 | 1,0458 |
1 | 2,1 | 0,12 | 1 | 19 | 66 | Кислород | О2 | 0,9158 |
2 | 2,2 | 0,14 | 2 | 21 | 65 | Воздух | - | 1,0121 |
3 | 2,3 | 0,16 | 3 | 23 | 64 | Углекислый газ | СО2 | 0,8562 |
4 | 2,4 | 0,18 | 4 | 25 | 63 | Окись углерода | СО | 1,0464 |
5 | 2,5 | 0,2 | 5 | 27 | 62 | Водород | Н2 | 14,510 |
6 | 1,9 | 0,22 | 6 | 29 | 61 | Водяной пар | Н2О | 2,0910 |
7 | 1,8 | 0,8 | 7 | 31 | 68 | Азот | N2 | 1,0458 |
8 | 1,7 | 0,7 | 8 | 33 | 69 | Сернистый газ | SO2 | 0,607 |
9 | 1,6 | 0,6 | 9 | 35 | 70 | Окись углерода | СО | 1,0464 |