Контрольная работа по "Общей энергетике"
Автор: nataly-kuklina • Декабрь 11, 2019 • Контрольная работа • 534 Слов (3 Страниц) • 365 Просмотры
Вариант 24
Задача 1
Смесь, состоящая из М1 киломолей азота и М2 киломолей кислорода с начальными параметрами Р1 и Т1, расширяется до давления Р2 . Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем n. Определить газовую постоянную смеси, её массу и начальный объём, конечные параметры смеси, работу расширения и теплоту, участвующую в процессе. Дать сводную таблицу результатов и анализ её. Показать процессы в PV- и TS – диаграммах.
M1 := 0.5 кмоль | M2 := 0.5 кмоль | P1 := 1 ⋅ 106 Па | T1 := 1000 К | P2 := 0.35 ⋅ 106 Па | ||||||||||||||||||||
n := 1.5 | ||||||||||||||||||||||||
Решение | ||||||||||||||||||||||||
μ1 := 28 | кг | − молекулярнаямассаазота | ||||||||||||||||||||||
моль | ||||||||||||||||||||||||
μ2 := 32 | кг | − молекулярнаямассакислорода | ||||||||||||||||||||||
моль | ||||||||||||||||||||||||
MN2 := M1 ⋅ μ1 | MO2 := M2 ⋅ μ2 | - массы азота и кислорода | ||||||||||||||||||||||
MN2 = 14 | кг | MO2 = 16 | кг | |||||||||||||||||||||
Определяем массу смеси | ||||||||||||||||||||||||
M := MN2 + MO2 | M = 30 | кг | ||||||||||||||||||||||
Массовые доли азота и кислорода в смеси: | ||||||||||||||||||||||||
mN2 := | MN2 | mN2 = 0.467 | mO2 := | MO2 | mO2 = 0.533 | |||||||||||||||||||
M | M | |||||||||||||||||||||||
Молекулярная масса смеси: | ||||||||||||||||||||||||
μсм := | 1 | μсм = | 30 | кг | ||||||||||||||||||||
mN2 | + | mO2 | моль | |||||||||||||||||||||
μ2 | ||||||||||||||||||||||||
μ1 | ||||||||||||||||||||||||
Газовая постоянная смеси: | ||||||||||||||||||||||||
Rсм := | 8314 | Rсм = 277.133 | Дж | |||||||||||||||||||||
кг ⋅ К | ||||||||||||||||||||||||
μсм | ||||||||||||||||||||||||
Из уравнения состояния P*V=M*Rсм*T выразим объем смеси: | ||||||||||||||||||||||||
T1 | 3 | |||||||||||||||||||||||
V1 := M ⋅ Rсм ⋅ | V1 = | 8.314 | м | |||||||||||||||||||||
P1 | ||||||||||||||||||||||||
- Изотермическое расширение
Конечное давление по условию P2 = 350000 | Па | |||||
При изотермическом процессе T2 := T1 T2 | = 1000 К | |||||
Находим объем: | ||||||
P1 ⋅ V1 | 3 | |||||
V2 := | V2 = 23.754 | м | ||||
P2 | ||||||
Работа расширения: | ||||||
L := M ⋅ Rсм ⋅ T1 | ⋅ ln⎛V2⎞ | L = 8728221.143 | Дж | |||
⎝V1⎠ |
[pic 1]
При изотермическом процессе температура не меняется, поэтому ΔU=0.
Так как по первому закону термодинамики Q=L+ΔU,то:
Q := LQ = 8728221.143 | Дж | ||
Изменение энтропии: | |||
ΔS := M ⋅ Rсм ⋅ ln⎛V2⎞ | ΔS = 8728.221 | Дж | |
К | |||
⎝V1⎠ |
[pic 2]
Изменение энтальпии при изотермическом процессе ΔН=0 Изотермический процесс расширения газа в PV- и TS-координатах
...