Идеальный газ массой 1 кг совершает прямой термодинамический цикл
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Идеальный газ массой 1 кг совершает прямой термодинамический цикл, состоящий из последовательных термодинамических процессов.
Необходимо рассчитать основные термодинамические параметры:
давление Р ;
удельный объем ,
температуру Т для характерных точек цикла;
Для каждого из процессов определить:
теплоту процесса q ;
работу процесса l , связанную с изменением объема;
изменение энтропии s.
Определить количество подведенной q1 и отведенной q2 теплоты в цикле, работу цикла lц, термический к.п.д. цикла t ;
Сравнить термический к.п.д. исследуемого цикла с термическим к.п.д. цикла Карно.
Построить цикл в масштабе в P, и T,s диаграммах.
В расчетах принять, что теплоемкость не зависит от температуры с f (t) . Данные для расчета приведены в табл. Приложения согласно вариантам.
Рис.1 PV-диаграмма рассматриваемого цикла
Исходные данные
Параметры Точки цикла
1 2 3 4 5
P, МПа
0,392
υ, м3/кг 1,136
1,0
Т, К
300
1876
Рабочее тело азот N2
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Теплоемкость не зависит от температуры с f (t) :
Находим основные термодинамические параметры в характерных точках цикла:
Точка 1.
v1=1,136 м3/кг
T1=T2=300 K
Определяем давление по уравнению состояния идеального газа:
P1=RT1v1=296.76∙3001,136=0,078 МПа
Точка 2.
По условию P3 P2 0,392 МПа; Т2 300 К;
v2=RT2p2=296.76∙3000.392∙106=0.227 м3/кг
Точка 3.
По условию P3 0,392 МПа; v3=v4=1м3кг
Температуру oпределяем по уравнению состояния газа:
T3=v3P3R=1∙0.392∙106296.76=1321 K
Точка 4.
По условию P4 P5 0.49; v4=1м3кг
Температуру в конце изобарного расширения (процесс 4-5) определяем по уравнению состояния:
T4=v4P4R=1∙0.49∙106296.76=1651 K
Точка 5.
По условию 5 1=1,136 м3/кг; T5=1876 K
Давление oпределяем по уравнению состояния газа:
P5=RT5v5=296.76∙18761,136=0.49 МПа
Для процессов цикла определяем теплоту, работу, изменение энтропии:
Процесс 1-2.
При изотермическом процессе работа является отрицательной совершается за счет внешних сил
l1-2=RT∙lnP1P2=296.76∙300∙ln0.0780.392=-143.74 кДж/кг
∆s1-2=RlnP1P2=296.76∙ln0.0780.392=-0.48 кДж/кг∙К
q1-2=l1-2=-143,74 кДж/кг
Процесс 2-3
. Изобарное расширение (подвод теплоты):
q2-3=cpT3-T2=1.0511321-300=1073.08 кДж/кг
Работа расширения:
l2-3=RT3-T2=296.761321-300=303 кДж/кг
Изменение энтропии в процессе определим:
∆s2-3=cp∙lnT3T2=1.051∙ln1321300=1.56 кДж/кг∙К
Процесс 3-4. Изохорное нагревание (подвод теплоты):
q3-4=cvT4-T3=0.7551651-1321=249.15 кДж/кг
Работа изменения объема:
l3-4=0
Изменение энтропии:
∆s3-4=cv∙lnT4T3=0.755∙ln16511321=0.17 кДж/кг∙К
Процесс 4-5
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
