Смесь состоящая из M1=0 4 кмоль азота и M2

Масса азота:
MN2=M1×μN2=0,4×28=11,2 кг
где M1 - количество кмолей азота; μN2=28кгкмоль - молекулярная масса азота.
Масса кислорода
MO2=M2×μO2=0,6×32=19,2 кг
где M2 - количество кмолей кислорода; μO2=32кгкмоль - молекулярная масса кислорода.
Масса газовой смеси:
M=MN2+MO2=11,2+19,2=30,4 кг
Массовые доли компонентов смеси:
mN2=MN2M=11,230,4=0,368
mO2=MO2M=19,230,4=0,632
Молекулярная масса смеси:
μсм=1mN2μN2+mO2μO2=10,36828+0,63232=30,4
Газовая постоянная смеси равна:
Rсм=Rμсм=831430,4=273,49Джкг×К
где R=8314Джкг×К – универсальная газовая постоянная.
Начальный объем смеси определяем из уравнения состояния:
p1×V1=M×Rсм×T1
V1=M×Rсм×T1p1=30,4×273,49×10001×106=8,314 м3
8. Показатель адиабаты:
k=Cp смCv см
где Cp см - массовая изобарная теплоемкость смеси газов,
Cp см=mO2×Cp O2+mN2×Cp N2
Cp i=μCp iμi – массовая изобарная теплоемкость газов, μCp i=29,31кДжкмоль×К - мольная изобарная теплоемкость азота и кислорода, mO2, mN2 - массовые доли азота и кислорода в смеси.
Cp см=mO2×Cp O2+mN2×Cp N2=0,368×29,3128+0,632×29,3132=0,964кДжкг×К
Cv см - массовая изохорная теплоемкость смеси .
Cv см=mO2×Cv O2+mN2×Cv N2
Cv i=μCv iμi – массовая изохорная теплоемкость газов, μCv i=20,93кДжкмоль×К - мольная изохорная теплоемкость азота и кислорода, mO2, mN2 - массовые доли азота и кислорода в смеси.
Cv см=mO2×Cv O2+mN2×Cv N2=0,368×20,9328+0,632×20,9332=0,688кДжкг×К
k=Cp смCv см=0,9640,688=1,4
Изотермическое расширение.
1) Конечная температура.
Так как процесс изотермический, то T2=T1=1000 К.
2) Конечное давление.
p2=0,54 МПа
3) Конечный объем
Воспользуемся соотношением параметров для изотермического процесса:
p1×V1=p2×V2→V2= p1×V1p2 = 1×106×8,3140,54×106=15,4 м3
4) Работа расширения:
L=M×Rсм×T1×lnV2V1 =30,4×273,49×1000×ln15,48,314=5125030,5 Дж
5) Изменение внутренней энергии ΔU=0 так как в изотермическом процессе температура не меняется.
6) Количество теплоты, участвующее в процессе.
Так как ΔU=0, то согласно первому закону термодинамики (Q=L+ΔU), то Q=L=5125030,5 Дж.
Адиабатное расширение.
1)