Определить параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя с изохорно - изобарным подводом теплоты (смешанный цикл)

Точка 1
Дано: р1=1∙98,067=98кПа; Т1=273+27=300К.
Уравнение состояния для :
(1)
где - газовая постоянная для воздуха (справочные данные), ;
отсюда
(2)
287∙30098∙103=0,879
Точка 2
Дано: 0,879; 11.
Степень сжатия:
(3)
отсюда
(4)
0,87911=0,080
Давление в точке 2 находим из соотношения параметров в адиабатном процессе:
(5)
где - показатель адиабаты воздуха, как двухатомного газа (справочные данные);
р2=98∙111,4=2813кПа
Температура в точке 2:
(6)
Т2=2813∙103∙0,080287=784К
Точка 3
Дано: степень повышения давления λ=1,6. Процесс - изохорное повышение давления, тогда 0,080
Степень повышения давления:
(7)
тогда
(8)
р3=1,6∙2813=4501кПа
Температура в точке 3:
(9)
Т3=4501∙103∙0,080287=1255К
Точка 4
Дано: степень предварительного расширения ρ=1,4. Процесс - изобарное расширение, отсюда р4=р3=4501кПа.
Степень предварительного расширения:
(10)
тогда
(11)
1,4∙0,080=0,112
Температура в точке 4:
(12)
Т4=4501∙103∙0,112287=1756К
Точка 5
Дано: процесс - изохорный отвод теплоты, тогда 0,879
Процесс - адиабата , отсюда
(13)
р5=4501∙0,1120,8791,4=252кПа
Температура в точке 5:
(14)
Т5=252∙103∙0,879287=772К
Подведенная теплота в цикле:
(15)
где -массовая теплоемкость при постоянном объеме, ;
(16)
- мольная изохорная теплоемкость двухатомных газов (справочные данные), ;
- молярная масса воздуха (справочные данные), ;
- средняя массовая теплоемкость при постоянном давлении, ;
(17)
- мольная изобарная теплоемкость двухатомных газов (справочные данные), ;
Подставляя полученные значении в формулу (15), находим
q1=0,723∙1255-784+1,012∙1756-1255=848
Отведенная теплота в цикле:
(18)
q2=0,723∙772-300=341
Работа цикла:
(19)
848-341=507
Термический цикла:
(20)
507848=0,660%
(21)
1-1111,4-1∙1,6∙1,41,4-11,6-1+1,4∙1,6∙1,4-1=0,660%
Удельная энтропия в точке 1:
(22)
где и - давление и температура при нормальных физических условиях (справочные данные);
s1=1,012∙ln300273-0,287∙ln98101,3=0,105
Изменение удельной энтропии
Процесс - адиабатный:
Процесс - изохорный:
(23)
0,723∙ln1255784=0,340
Процесс - изобарный:
(24)
1,012∙ln17561255=0,340
Процесс - адиабатный:
Процесс - изохорный:
(25)
0,723∙ln300772=-0,680
Рисунок 1 - Цикл двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты в и координатах.
Приведете основные формулировки второго закона термодинамики.
Второй закон термодинамики можно сформулировать следующим образом: невозможен процесс, имеющий единственным своим результатом превращение тепла в работу.
Клаузиус формулировал второе начало термодинамики следующим образом: теплота не может переходить от холодного к теплому телу сама собой, даровым процессом