Контрольная работа по «Технической термодинамике»
Автор: darstamyan • Март 26, 2023 • Контрольная работа • 2,848 Слов (12 Страниц) • 168 Просмотры
Контрольная работа No1 «Техническая термодинамика»
ВАРИАНТ 1
ЗАДАНИЕ. Выполнить расчет газового цикла. Рабочим телом цикла
является 1 кг идеального газа.
Вычислить параметры в характерных точках цикла: давление , Па; удельный объем , м3/кг; температуру , К.[pic 1][pic 2][pic 3]
Для каждого из процессов определить: изменение внутренней энергии Δu;
изменение энтальпии ; изменение энтропии ; теплоту, подведенную
(отведенную) в процессах ; и работу, совершенную газом (средой над газом) .
Определить количество подведенной и отведенной теплоты в цикле, работу цикла , термический к.п.д. цикла .[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]
Сравнить к.п.д. исследуемого цикла с к.п.д. цикла Карно.
По данным расчета построить цикл в масштабе и диаграммах.
В расчетах принять, что теплоемкость не зависит от температуры.[pic 12][pic 13]
[pic 14]
Рис. 1 – Процессы: 1-2 – изотермический; 2-3 – изобарный; 3-4 – изохорный; 4-5 – изобарный; 5-1 – изохорный.
Таблица 1 – Исходные данные
Рис. 1 | Характерные точки цикла | Газ | ||
1 | 3 | 5 | ||
[pic 15] | 0,078 | 0,313 | 0,196 | Водород |
[pic 16] | 18,0 | |||
[pic 17] | 750 |
РЕШЕНИЕ
Так как в исходных данных не задана зависимость теплоемкости от температуры, то принимаем что теплоемкость не зависит от температуры, [pic 18] и определяется по молекулярно-кинетической теории. Так как рабочим телом согласно заданию является водород, то теплоемкости определяем как для двухатомного газа.
Изохорная теплоемкость:
[pic 19] (1)
откуда
[pic 20] (2)
[pic 21]
Изобарная теплоемкость:
[pic 22] (3)
откуда
[pic 23] (4)
[pic 24]
Определение параметров основных точек цикла
Параметры [pic 25], [pic 26], [pic 27] определяем с использованием уравнения состояния:
[pic 28] (5)
по двум известным параметрам определяем третий, и соотношений параметров в процессах:
- изотермическом:
[pic 29] (6)
- изохорном:
[pic 30] (7)
- изобарном:
[pic 31] (8)
Удельную газовую постоянную определяем из соотношения:
[pic 32] (9)
[pic 33]
Параметры [pic 34], [pic 35], [pic 36] определяем, выбрав за начало отсчета [pic 37] и [pic 38] при которых удельная внутренняя энергия, удельная энтальпия и удельная энтропия идеального газа равны нулю.
Точка 5
Дано: [pic 39], [pic 40].
Удельный объем находим из уравнения состояния идеального газа:
[pic 41] (10)
откуда
[pic 42] (11)
[pic 43]
Удельная внутренняя энергия:
[pic 44] (12)
[pic 45]
Удельная энтальпия:
[pic 46] (13)
[pic 47]
Удельная энтропия:
[pic 48] (14)
[pic 49]
Точка 1
Дано: [pic 50], [pic 51], так как процесс 5-1 - изохорный.
Температуру находим из уравнения состояния идеального газа:
...