Смесь газов с начальными параметрами Р1 и Т1 расширяется до конечного объема

Найдем объемные доли компонентов смеси (индекс 1 – CO2, 2 – CO):

Выпишем из справочника молекулярные массы компонентов смеси газов:

Определим молекулярную массу смеси:

Определим газовую постоянную смеси:

Массу смеси определим из уравнения Менделеева-Клапейрона:

Определим конечный объем:

Изотермический процесс
Для изотермического процесса:
Определим конечное давление:

Работа расширения:

Теплота для изотермического процесса:
Изменение внутренней энергии:
Изменение энтропии:
Адиабатный процесс
Переведем объемные доли в массовые:

Определим теплоемкость смеси при постоянном объеме, используя молекулярно-кинетическую теорию:

Теплоемкость смеси при постоянном объеме:

Определим показатель адиабаты:

Найдем давление в конечной точке:

Определим конечную температуру:
Теплота процесса равняется нулю:
Изменение энтропии равняется нулю:
Найдем работу процесса:

Найдем изменение внутренней энергии:

Политропный процесс
Для политропного процесса:
Найдем давление в конечной точке:

Определим конечную температуру:
Вычислим среднюю температуру процесса:

Определим теплоемкость метана при постоянном объеме:

Определим теплоемкость угарного газа при постоянном объеме:

Теплоемкость смеси при постоянном объеме:

Найдем работу процесса:
Найдем теплоту процесса:
Найдем изменение внутренней энергии:

Найдем изменение энтропии:
Результаты занесем в таблицу 1.
Таблица 1 – Сводная таблица результатов
Изотермический Адиабатный Политропный
Т2, К 1500 700,464 627,279
Р2, Мпа 0,692 0,277 0,248
l, МДж 230 151,2 144,3
Q, МДж 230 0 -27,05
0 -151,2 -171,4
131,9 0 -24,72
Как видно из таблицы, наибольшая теплота подводится в изотермическом процессе, вся теплота идет на совершение работы.
Наибольшее изменение внутренней энергии происходит в адиабатном процессе.
Изобразим процессы в pv- и Ts-диаграммах.
Рис