Контрольная работа на тему Техническая термодинамика

Содержание:

Задача №1 3

Задача №2 9

Задача №3 15

Задача №4 20

Задача №5 23

Список литературы 27

Фрагмент текста работы:

Задача №1

Газ массой m= 1кг имеет начальные параметры — давление Р1 и температуру t1. После политропного изменения состояния газа объём его стал V2 давление Р2. Определить начальный объем V1, конечную температуру Т2 газа, показатель политропы n, теплоёмкость процесса С, работу расширения газа ℓ, изменение внутренней энергии ∆U и изменение энтропии ∆S. Определить эти же величины, если изменение состояния газа происходит по изотерме до того же значения конечного объёма V2. Сделать и записать выводы по полученным расчётным данным. Показать процессы в p-V и T-s — диаграммах.

Контрольный вопрос. Каковы общая формулировка и математическое определение первого закона термодинамики? Дайте определение и объясните физическую сущность величин, входящих в уравнение первого закона термодинамики.

Дано: Цикл, отнесённый к 1 кг воздуха. Параметры начального состояния р1 =1,0 кгс/см², t1 = 30°С конечного состояния V2 =0,15 м³/кг, р2 =12,3 кгс/см², газовая постоянная воздуха R=286,55 Дж/ (кг· К)

теплоемкости процессов СV= 717,27 Дж/(кг·К)

СР=1004,35 Дж/(кг·К)

Решение:

1. Определение параметров Т2, n, С, ℓ, ΔU, ΔS для политропного процесса

1). Для состояния 1 дано: Р1 =1,0 кгс/см 2 ·9,8 104 Па = 9,8·104 Па

в системе СИ, t1 =30°С + 273К= 303 К.

Т1 =300К, R=286,55 Дж/ (кг· К)

Определим V1 из уравнения состояния идеального газа

(1.1)

Откуда,

2). Для состояния 2 дано: р2 =12,3 кгс/см 2 ·9,8·104 Па = 120,54·104Па, V2 =0,15 м3 /кг

Из уравнения состояния идеального газа определим

(1.2)

Из уравнения политропного процесса

(1.3)

определим n

,

,

,

Теплоёмкость процесса

(1.4)

где К — показатель адиабаты.

(1.5)

Отсюда,

Определим удельную работу процесса ℓ

(1.6)

Изменение внутренней энергии газа,

(1.7)

Изменение энтропии

(1.8)

2. Определение этих же параметров для изотермического процесса.

Дано: Р1 = 9,8·104Па, T1 = Т2 =303 К, V1 = 0,886 м³/ кг

Определим Р2 из уравнения изотермического процесса

(1.9)

(1.10)

Построим графики процессов в p-V и T-s диаграммах (рис.1.1).

Вывод:

1. Значение показателей n≈ k, тогда теплота, подводимая в процессе, равна нулю. Следовательно, этот политропный процесс происходит без обмена теплотой с окружающей средой. Этот процесс – адиабатный. В данном случае, вся работа, затраченная на сжатие газа, идет на увеличение внутренней энергии.