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

Точка 1
Дано: р1=0,85∙98,067=83кПа; Т1=273+50=323К.
Уравнение состояния для :
(1)
где - газовая постоянная для воздуха (справочные данные), ;
отсюда
(2)
287∙32383∙103=1,117
Точка 2
Дано: 1,117; 14.
Степень сжатия:
(3)
отсюда
(4)
1,11714=0,080
Давление в точке 2 находим из соотношения параметров в адиабатном процессе:
(5)
где - показатель адиабаты воздуха, как двухатомного газа (справочные данные);
р2=83∙141,4=3339кПа
Температура в точке 2:
(6)
Т2=3339∙103∙0,080287=931К
Точка 3
Дано: степень повышения давления λ=1,5. Процесс - изохорное повышение давления, тогда 0,080
Степень повышения давления:
(7)
тогда
(8)
р3=1,5∙3339=5009кПа
Температура в точке 3:
(9)
Т3=5009∙103∙0,080287=1396К
Точка 4
Дано: степень предварительного расширения ρ=1,4. Процесс - изобарное расширение, отсюда р4=р3=5009кПа.
Степень предварительного расширения:
(10)
тогда
(11)
1,4∙0,080=0,112
Температура в точке 4:
(12)
Т4=5009∙103∙0,112287=1955К
Точка 5
Дано: процесс - изохорный отвод теплоты, тогда 1,117
Процесс - адиабата , отсюда
(13)
р5=5009∙0,1121,1171,4=200кПа
Температура в точке 5:
(14)
Т5=200∙103∙1,117287=778К
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∙1396-931+1,012∙1955-1396=902
Отведенная теплота в цикле:
(18)
q2=0,723∙778-323=329
Работа цикла:
(19)
902-329=573
Термический цикла:
(20)
573902=0,6464%
(21)
1-1141,4-1∙1,5∙1,41,4-11,5-1+1,4∙1,5∙1,4-1=0,6464%
Удельная энтропия в точке 1:
(22)
где и - давление и температура при нормальных физических условиях (справочные данные);
s1=1,012∙ln323273-0,287∙ln83101,3=0,227
Изменение удельной энтропии
Процесс - адиабатный:
Процесс - изохорный:
(23)
0,723∙ln1396931=0,293
Процесс - изобарный:
(24)
1,012∙ln19551396=0,341
Процесс - адиабатный:
Процесс - изохорный:
(25)
0,723∙ln323778=-0,634
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