Создан заказ №1027197
14 марта 2016
Смесь газов с начальными параметрами P1 и T1 расширяется до конечного объема V2 = a·V1
Как заказчик описал требования к работе:
Требуется подробное решение с пояснениями 4 задач по дисциплине "Термодинамика". Задания в прикрепленном файле
Фрагмент выполненной работы:
Смесь газов с начальными параметрами P1 и T1 расширяется до конечного объема V2 = a·V1. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем "n". Определить газовую постоянную смеси, ее массу или начальный объем, конечные параметры, работу расширения, теплоту процесса, изменение внутренней энергии и энтропии. Дать сводную таблицу результатов и проанализировать ее. Показать процесс на Pv- и Ts - диаграммах.
Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы:
Состав
газовой смеси Показатели
политро-
пы n
Степень
расшире-ния
α Начальные параметры
Р1,
МПа T1,
К
3 м3 СН4 + 7 м3 СО 1,40 13 9,0 1750
Решение:
Газовая постоянная смеси
RCM = 8314/ µCM,
где µCM - молекулярная масса смеси;
µCM= 1/[(mСН4/ µСН4) + (mСО/µСО)],
µСН4 = 16 кг/кмоль -молекулярная масса метана,
µСО = 28 кг/кмоль -молекулярная масса оксида углерода.
Массовые доли метана и оксида углерода а в смеси:
mСН4 = MСН4 / Mсм;
mCO = MCO/ Mсм;
где MСН4 – масса метана;
MCO – масса оксида углерода
Мсм – масса смеси, равная Мсм = MСН4 + MCO.
Мсм = 3 + 7 = 10 кг.
mСН4 = 3/10 = 0,3;
mCO = 7/10 = 0,7.
µCM= 1/[(0,3/ 16) + (0,7/28)] = 22,8,
RCM = 8314/22,8 = 365 Дж/(кг*К).
Начальный объём смеси
Запишем уравнение состояния Р1*V1 = M*RCM*T1, из которого выразим объём смеси:
V1 = M*RCM*T1/P1 = 10*365*1750 / (9*106) = 0,71 м3.
Массовая изобарная теплоёмкость смеси
Cрсм = (mi*Cpi),
где Cpi = µCрi /µi - массовая изобарная теплоёмкость i-го компонента смеси
µCрi = 29,1 кДж/(кмоль*К) – мольная изобарная теплоёмкость оксида углерода(для двухатомных газов),
µCрi = 37,68 кДж/(кмоль*К) – мольная изобарная теплоёмкость метана(для многоатомных газов),
Cрсм = 0,3*37,68/16 + 0,7*29,1/28 = 1,434 кДж,(кг*К).
Массовая изохорная теплоёмкость смеси
Cvсм = (mi*Cvi),
где Cvi = µCvi /µi - массовая изохорная теплоёмкость i-го компонента смеси
µvрi = 20,93 кДж/(кмоль*К) – мольная изохорная теплоёмкость оксида углерода (для двухатомных газов),
µvрi = 29,31 кДж/(кмоль*К) – мольная изохорная теплоёмкость метана(для многоатомных газов),
Cvсм = 0,3*29,31/16 + 0,7*20,93/28 = 1,073 кДж,(кг*К).
Показатель адиабаты:
k = Cрсм/Cvсм = 1,434/1,073 = 1,34.
Изотермическое расширение.
Конечный объём по условию задачи V2 = 13* V1 = 13*0,71 = 9,23 м3.
При изотермическом процессе T2 = T1 = 1750 K.
Конечное давление определяем по уравнению:
Р2 = M*RCM*Т2 / V2 = 10*365*1750 / 9,23 = 0,69*106 Па.
Работа расширения:
L = M* RCM*T*ln(V2/V1) = 10*365*1750*ln(9,23/0,71) = 14034772 Дж. (работа была выполнена специалистами Автор 24)
Изменение внутренней энергии:
При изотермическом процессе температура не меняется, поэтому
∆U =0
Количество теплоты, участвующее в процессе:
Так как по первому закону термодинамики Q = L + ∆U,
и ∆U = 0, то Q = L = 14034772 Дж.
Изменение энтропии:
∆S = M*RCM*ln(V2/V1) = 10*365*ln(9,23/0,71) = 8020 Дж/К.
Изменение энтальпии:
При изотермическом процессе ∆Н = 0...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
15 марта 2016
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Смесь газов с начальными параметрами P1 и T1 расширяется до конечного объема V2 = a·V1.docx
2020-03-30 16:54
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
4.9
Положительно
Спасибо автору Валерию, работу сделал вовремя, с подробным разбором задач. Если еще раз понадобится помощь буду обращаться к нему.
Хочешь такую же работу?
300 ₽
