Розв’язування. Газова стала гелію, кДж/(кг×К)

Газова стала гелію, кДж/(кг×К)

.

Масові ізохорна та ізобарна теплоємності, кДж/(кг×К)

Питома теплота, що відведена від газу, кДж/кг

Початкова температура газу, К

Кінцева температура гелію, К

.

Теплоємність політропного процесу, кДж/(кг×К)

.

Із рівняння теплоємності

або

визначимо показник політропи .

Кінцевий тиск газу, МПа

.

Маса газу, кг

.

Зміна внутрішньої енергії та ентальпії, кДж

Робота зміни об’єму і тиску, кДж

Зміна ентропії, кДж/К

.

Зміна ексергії, кДж

.

Задача 2.1.9. До 1кг азоту з початковими параметрами Р₁=0,4 МПа і t₁=227^оС підводиться 120кДж теплоти. При цьому його внутрішня енергія зменшується на 44,6кДж. Визначити роботу зміни об’єму і зміни тиску, зміну ентальпії, ентропії та ексергії, вважаючи теплоємності незалежними від температури. Температуру навколишнього середовища прийняти рівною 288К

Розв’язування

Газова стала азоту, кДж/(кг×К)

Ізохорна та ізобарна масові теплоємності, кДж/(кг×К)

Зміна температур в процесі, ^оС

Кінцева температура газу, К

Теплоємність процесу, кДж/(кг×К)

Із рівняння для теплоємності політропного процесу

або

визначимо показник політропи .

Кінцевий тиск газу, бар

Зміна ентальпії, кДж/кг

.

Робота розширення (зміни об’єму), кДж/кг

.

Робота зміни тиску, кДж/кг

.

Отже, на виконання робіт і витрачається зміна внутрішньої енергії та ентальпії, відповідно.

Зміна ентропії процесу, кДж/(кг×К)

.

Зміна ексергії, кДж/кг

.

Задача 2.1.10. Два кілограми двоокису вуглецю з тиском

Р₁=740 мм.рт.ст. і об’ємом 1,15 м³ політропно стискаються, внаслідок чого густина збільшується в п’ять разів, а температура втричі. Визначити теплоту, роботу зміни об’єму, зміну внутрішньої енергії, ентальпії, ентропії та ексергії. В розрахунках прийняти, що теплоємності сталі, k=1,3, а температура навколишнього середовища дорівнює початковій температурі газу.