Для сложного термодинамического процесса изменения состояния водяного пара и каждого элементарного процесса найти удельную теплоту

В каждой точке сложного термодинамического процесса определим недостающие термодинамические параметры. Помимо температуры и давления определим удельный объём, удельную внутреннюю энергию, энтальпию и энтропию.
Таблица 3.2.1. Параметры водяного пара в основных точках цикла
t, ℃
p, МПа
v, м3/кг
u,кДж/кг
h,кДж/к
s, кДж/(кг∙К)
x
1 600 5 0,0787 3273,3 3666,8 7,2605
2 600 1 0,4011 3297,5 3698,6 8,031
3 52,554 0,0140 10,69 2446,1 2595,8 8,031 1
4 52,554 0,0140 8,5506 2000,88 2120,64 6,572 0,8
5 52,554 0,0140 0,001013 220,01 220,02 0,73673 0
Точка 4 лежит в области влажного насыщенного пара, для нахождения её параметров дополнительно понадобятся параметры на линии насыщения для кипящей жидкости (точка 5).
v4=x∙v3+1-x∙v5;
u4=x∙u3+1-x∙u5;
h4=x∙h3+1-x∙h5;
s4=x∙s3+1-x∙s5,
где x=0,8- заданная степень сухости водяного пара в точке 4.
1-2 изотермический процесс
Удельная теплота процесса
q=T1∆s12=T1s2-s1;
q=600+2738,0310-7,2605=672,6465 кДж/кг;
Изменение внутренней энергии в изотермическом процессе для идеального газа равно нулю, для реального газа внутренняя энергия и энтальпия зависят помимо температуры от давления, поэтому
∆u=u2-u1;
∆u=3297,5-3273,3=24,2 кДж/кг;
Удельная работа расширения из первого начала термодинамики
l=q-∆u;
l=672,6465-24,2=648,4465 кДж/кг ;
иначе
l=RTlnp1p2;
l=8,31418600+273ln51=648,972кДжкг,
получили близкое значение.
2-3 адиабатный процесс
Удельная теплота процесса равна нулю по определению
q=0;
Изменение внутренней энергии
∆u=u3-u2;
∆u=2446,1-3297,5=-851,4 кДж/кг;
Удельная работа расширения из первого начала термодинамики
l=q-∆u=-∆u;
l=851,4кДжкг.
3-4 изобарный процесс
Удельная теплота процесса равна разности удельных энтальпий
q=∆h=h4-h3;
q=2120,64-2595,80=-475,156 кДж/кг;
Изменение внутренней энергии
∆u=u4-u3;
∆u=2000,88-2446,1=-445,218 кДж/кг;
Удельная работа расширения в изобарном процессе равна удельной работе проталкивания
l=∆h-∆u;
l=-475,156--445,218=-29,938кДжкг,
иначе
l=p3∆v34=p3v4-v3;
l=0,0140∙106∙8,5506-10,69=-29,9342 кДжкг.
Практически тоже значение.
Изображение сложного процесса водяного пара на p-v и T-s диаграммах приведено далее.
Таблица 3.2.2