Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Пример 1: Изотермический процесс




Т = 1000 К;

V1 = 2·10-3 м3;

V2 = ?

p1 = 20·105 Па;

p2 = 2·105 Па;

L = ?

Q = ?

М = ?

μ = 32 кг/кмоль (О2).

 

Решение:

Напишем уравнение изотермического процесса (1.2.2): p1V1 = p2V2, откуда определим V2 = p1V1/p2 = 20·105·2·10-3/2·105 = 20·10-3 м3.

Напишем уравнение состояния (1.1.1)для точки 1: p1V1 = (М/μ), откуда определим М = p1V1μ/() = 20·105·2·10-332/(8314·1000) = 15,4·10-3 кг.

Работа изотермического процесса (1.2.3): L = (М/μ)·ln(V2/V1) = (15,4/32)8314·1000 ln(20·10-3/2·10-3) = 9212902 Дж = 9,2 МДж.

Поскольку процесс идет при постоянной температуре, изменения внутренней энергии не происходит и все подводимое тепло расходуется на выполнение работы, т.е.: Q = L = 9,2 МДж.

Для удобства построения графиков давление на нем представлено в МПа.

Пример 2: Изохорный процесс

V = 70·10-3 м3;

Т1 = 1200 К;

Т2 = ?

p1 = 2,85·105 Па;

p2 = ?

Q = - 65000 Дж;

U2-U1 = ?

L = ?

М = 64·10-3 кг;

μ = 32 кг/кмоль (О2);

сv = 1300 Дж/(кг·К).

Решение:

Т.к. изохорный процесс протекает в постоянном объеме, V = const: V1 = V2 = 70·10-3 м3.

По количеству отведенного тепла (тепло дано со знаком -), определим конечную температуру процесса: L = 0 т. к. работа в изохорном процессе не совершается. Отведенное тепло эквивалентно уменьшению внутренней энергии: U2-U1 = ΔU = Q = - 65000 Дж.

Изменение внутренней энергии (1.2.10): ΔU = М×сv(Т2 - Т1), откуда: Т2 = ΔU/(M·сv) + Т1 = - 65000/(64·10-3·1300)+1200 = 419 К.

Напишем уравнение изохорного процесса (1.2.8): p1/Т1 = p2/Т2, откуда определим р2 = Т2(p1/Т1) = 419(2,85·105/1200) = 99453 = 0,99·105 Па.

Пример 3: Изобарный процесс

р = p1 = p2 = 20·105 Па;

V1 = 2·10-3 м3;

V2 = 10·10-3 м3;

Т1 = ?

Т2 = ?

Q = ?

U2U1 = ?

H1H2 = ?

L = ?

M = 2·10-3 кг;

μ = 2 кг/кмоль (Н2);

cvуд = 10400 Дж/(кг·К);

cруд = 14550 Дж/(кг·К).

Решение:

Напишем уравнение состояния для точки 1 (1.2.2.): pV1 = (М/μ) 1, откуда определим Т1 = pV1/ [(М/μ)R] = 20·105·2·10-3/[(2·10-3/2) 8314 ] = 481 К.

Напишем уравнение изобарного процесса (1.2.13): Т1/V1 =Т2/V2, откуда определим Т2 = V2·Т1/V1 = 10·10-3·481/2·10-3= 2406 К.

Работа изобарного процесса (1.2.14): L = р(V2 - V1) = 20·105(10·10-3 - 2·10-3) = 16000 Дж.

Теплота процесса (1.2.15) Q = (U2U1) + р(V2 - V1) = М cv (Т2Т1) + р(V2 - V1) = 2·10-3·10400(2405 – 481) + 20·105(10·10-3 - 2·10-3) = 40020+ 16000 = 56020 Дж.

Изменение энтальпии (1.2.17): H1H2 = ΔH = (U2 + рV2) – (U1 + рV1) = (U2U1) + р(V2 - V1) = Q = 56020 Дж.

Для проверки определим количество подведенного тепла, используя изобарную теплоемкость (1.2.17): Q = Мср(Т2Т1) = 2·10-3·14550(2406 – 481) = 56020 Дж.

 







Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 450. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия