Логотип Автор24реферат
Задать вопрос
%
уникальность
не проверялась
Контрольная работа на тему:

Смесь состоящая из М1 кило-молей азота и М2 кило-молей кислорода с начальными параметрами p1 = 1 Мпа и Т1 = 1000 К расширяется до давления p2

уникальность
не проверялась
Аа
2717 символов
Категория
Энергетическое машиностроение
Контрольная работа
Смесь состоящая из М1 кило-молей азота и М2 кило-молей кислорода с начальными параметрами p1 = 1 Мпа и Т1 = 1000 К расширяется до давления p2 .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Смесь, состоящая из М1 кило-молей азота и М2 кило-молей кислорода с начальными параметрами p1 = 1 Мпа и Т1 = 1000 К расширяется до давления p2. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем n. Определить газовую постоянную смеси, ее массу и начальный объем, конечные параметры смеси, работу расширения и теплоту, участвующую в процессе. Дать сводную таблицу результатов и анализ ее. Показать процессы в pv и Ts- диаграммах. Данные, необходимые для решения задачи выбрать из таблицы 1. Указание. Показатель адиабаты, а следовательно, и теплоемкости Сp и Сv следует принять постоянными, не зависящими от температуры Исходные данные (шифр 28): p1=1 МПа;T1=1000 К; M1=0,9 кмоль;M2=0,1 кмоль;p2=0,35 МПа;n=1,5

Нужно полное решение этой работы?

Решение

Потяни, чтобы посмотреть
Молярная масса азота N2: μ1=28 кг/кмоль
Молярная масса кислорода O2: μ2=32 кг/кмоль
Средняя молярная масса смеси:
μсм=μ1⋅M1+μ2⋅M2=28⋅0,9+32⋅0,1=28,4 кг/кмоль
Газовая постоянная смеси:
R=8314μсм=831428,4=292,747Джкг⋅К
Из уравнения состояния идеального газа vp=RT находим начальный объем смеси:
v1=RT1p1=292,747⋅10001⋅106=0,293 м3/кг
Изотермический процесс:
Конечный объем
v2=v1p1p2=0,293⋅1⋅1060,35⋅106=0,836 м3/кг
Конечная температура смеси:
T2=T1=1000 К
Работа расширения равна теплоте, подведенной к смеси:
q=l=p1v1⋅lnv2v1=1⋅106⋅0,293⋅ln0,8360,293=30,733кДжкг
Изменение энтропии:
ΔS=Rсмlnv2v1⋅μсм=8,728кДжК
Адиабатный процесс:
Показатель адиабаты для двухатомных газов примем равным k=1,4
Конечный объем смеси
v2=v1⋅p1p21k=0,293⋅10,3511,4=0,62м3кг
Конечная температура смеси:
T2=T1⋅p2p1k-1k=1000⋅0,3511,4-11,4=740,856 К
Работа расширения
l=p1v1-p2v2k-1=1⋅106⋅0,293-0,35⋅106⋅0,621,4-1=189,659кДжкг
Теплота, подведенная к газу равна 0 q=0.
Изменение энтропии:
ΔS=0
Политропный процесс
Конечный объем смеси
v2=v1⋅p1p21n=0,293⋅10,3511,5=0,589м3кг
Конечная температура смеси:
T2=T1⋅p2p1n-1n=1000⋅0,3511,5-11,5=704,73 К
Работа расширения:
l=p1v1-p2v2n-1=1⋅106⋅0,293-0,35⋅106⋅0,5891,5-1=172,879кДжкг
Теплота, подведенная к газу:
q=cvRn-1T2-T1=0,86⋅103⋅1,5-1,41,5-1⋅704,73-1000=-50,8кДжкг
Где
cPсм=μ1cp1M1μсм+μ2cp2M2μсм=28⋅1,161⋅0,9+32⋅1,09⋅0,1=1,153кДжкг⋅К
cvсм=cpсм-R=1,153-0,292747=0,86кДжкг⋅К
Изменение энтропии:
ΔS=cpсм⋅lnT2T1+Rсм⋅lnp1p2⋅μсм=1,153⋅ln704,731000+292,747⋅ln10,35⋅28,4=8,717кДжК
Результаты сводим в таблицу:
Процесс v2, м3/кг
T2, К
Теплота q1,2,кДжкг
Работа l1,2,кДжкг
Энтропия S1,2, кДж/К
Изотермический 0,836 1000 30,733 30,733 8,728
Адиабатный 0,62 740,856 0 189,659 0
Политропный 0,589 704,73 -50,8 172,879 8,716
Можно сделать выводы, что работа расширения в адиабатном процессе наибольшая, а в политропном процессе теплота отводится от цикла.
Строим процессы на p-v, T-S диаграммах (рис.1, 2):
Рис
50% задачи недоступно для прочтения
Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение
Получить задачу
Больше контрольных работ по энергетическому машиностроению:
Все Контрольные работы по энергетическому машиностроению
Закажи контрольную работу

Наш проект является банком работ по всем школьным и студенческим предметам. Если вы не хотите тратить время на написание работ по ненужным предметам или ищете шаблон для своей работы — он есть у нас.