В баллоне находится газовая смесь состоящая из M1. Бесплатный доступ к контрольной работе

Реферат.Справочник
Контрольные работы по теплоэнергетике и теплотехнике
В баллоне находится газовая смесь состоящая из M1

В баллоне находится газовая смесь состоящая из M1 .pdf

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

Условие

В баллоне находится газовая смесь, состоящая из M1, кг азота, M2, кг кислорода и M3, кг углекислого газа при давлении P1, МПа и температуре t1=20 °C, равной температуре наружного воздуха. После выпуска из баллона части газа давление в баллоне стало P2=0,098 МПа. Определить объема сосуда, массу выпущенного газа, температуру t2, а также давление P3, которое установится в баллоне, если в результате внешнего теплообмена газовая смесь в баллоне возвратится в начального равновесное температурное состояние. Вычислить теплоту, работу, изменение внутренней энергии, энтальпию и энтропию в указанных термодинамических процессах. Результаты расчетов проверить, используя уравнения первого закона термодинамики. Изобразить процессы в p-v и T-s диаграммах. Исходные данные: P1=1,8 МПа;n=1,3;M1=8 кг;M2=1 кг;M3=1 кг;t3=t1=20 °C;P2=0,098 МПа Найти: V=?;ΔM=?; T2=?; P3=?; q12=?; l12=?; ΔU=?;Δh=?;ΔS=?

Нужно полное решение этой работы?

Ответ

V=0,846 м3;ΔM=8,93 кг; T2=149,68 К

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

1. При температуре T1=t1+273=20+273=293 К в сосуде находится смесь газов.
Парциальное давление каждого из них выразим через уравнение Клайперона-Менделеева:
PV=mμRT
Тогда для азота, кислорода и углекислого газа соот-но:
p1=M1Vμ1RT1
p2=M2Vμ2RT1
p3=M3Vμ2RT1
Согласно закону Дальтона давление смеси газов равно сумме их парциальных давлений:
P1=RT1VM1μ1+M2μ2+M3μ3
Отсюда выразим объем сосуда:
V=RT1P1M1μ1+M2μ2+M3μ3=8,31⋅2931,8⋅106⋅814⋅10-3+132⋅10-3+144⋅10-3=0,846 м3
2. Выпуск газа из баллона – политропный процесс. При выпуске газа из баллона температура в нем станет равна:
T2=T1⋅P2P1n-1n=293⋅0,0981,81,3-11,3=149,68 К
Для дальнейших расчетов найдем молярную массу смеси газов μсм:
P1=p1+p2+p3=M1Vμ1RT1+M2Vμ2RT1+M3Vμ2RT1
P1=MсмμсмV⋅RT1
MсмμсмV⋅RT1=M1Vμ1RT1+M2Vμ2RT1+M3Vμ2RT1
Mсмμсм=M1μ1+M2μ2+M3μ3
μсм=MсмM1μ1+M2μ2+M3μ3=M1+M2+M3M1μ1+M2μ2+M3μ3=8+1+1814⋅10-3+132⋅10-3+144⋅10-3=0,016кгмоль
Rсм=Rμсм=8,310,016=519,712Джкг⋅К
Работа процесса 1-2:
l12=Rn-1⋅T1-T2=519,7121,3-1⋅293-149,68=248,283кДжкг
Для дальнейших расчетов найдем теплоемкость смеси газов, она равна сумме теплоемкостей газов, составляющих смесь:
cp=cpN2+cpO2+cpCO2=1,039+0,915+0.819=2,773 кДжкг⋅°C
тогда по соотношению Майера: cv=cp-R=2,773-0,519=2,253 кДжкг⋅°C
Теплота процесса 1-2:
q12=cv-Rn-1T2-T1=2,253⋅103-519,7121,3-1⋅149,68-293=-74,657кДжкг
Изменение внутренней энергии процесса 1-2:
Δu12=cvT2-T1=2,253⋅103⋅149,68-293=-322,940кДжкг
Изменение энтальпии процесса 1-2:
Δh12=cpT2-T1=2,773⋅149,68-293=-397,425кДжкг
Изменение энтропии процесса 1-2:
ΔS12=cv⋅n-kn-1lnT1T2=2,467⋅103⋅1,3-1,231,3-1ln293149,68=349,88Джкг⋅К
где k=cpcv=2,7732,253=1,23
3

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу

В баллоне находится газовая смесь состоящая из M1

Условие

Нужно полное решение этой работы?

Ответ

Решение

Баллон с кислородом ёмкостью 20 л находится под давлением 10 МПа при температуре 150С

При каких условиях можно пренебречь работой

Электрошина сечением и удельным сопротивлением