Контрольная работа на тему Теплотехника

Содержание:

Задача 1 2
Задача 2 5
Задача 3 7
Задача 4 10
Задача 5 11
Задача 6 14

Фрагмент текста работы:

Задача 1
Газовая смесь массой М, заданная объемными долями и занимающая исходный объем V1, нагревается при постоянном давлении от температуры t1 до температуры t2, а потом охлаждается при постоянном объеме до исходной температуры t1. 
Определить конечное давление и объем смеси, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии 1 кг смеси, величину работы и теплоты, участвующие в процессе. Показать оба процесса в р-v и Т-s диаграммах (без масштаба). Расчеты вести при постоянном значении теплоемкости, независимо от температуры (c=const).
Дано:
Вариант М, кг V, м3 t1, ºC t2, ºC
19 42 40 200 380
Продолжение таблицы  
Вариант Объемная доля компонента газовой смеси, %
19 N2 О2 СО2 Водяной пар (Н2О) Н2
— — 50 — 50

Решение
Молярная масса газа
μ_СО2=16∙2+12=44 кг/кмоль
μ_Н2=1∙2=2 кг/кмоль
Молярная масса смеси
 
Где ri — объемные доли
μi — молярная масса компонента
Газовая постоянная смеси
μ_см=0,5∙44+0,5∙2=23 кг/кмоль
Газовая постоянная смеси
R_(г.п.)=R/μ_см =8314/23=361,47 Дж/кг*0С
Начальная температура
Начальное давление
 
Р_1=(42∙361,47∙(200+273))/40=179,524 кПа
Абсолютная температура после нагревания
Конечное давление
Р_2=(Р_1 Т_1)/Т_2 =(179,524∙473)/(380+273)=130,038 кПа
Конечный объем смеси
V_2=(V_1 Т_2)/Т_1 =(40∙(380+273))/473=55.22 м3
Для определения количества теплоты подведенной к газовой смеси в процессе её изобарного нагрева, найдем изобарные мольные теплоемкости при нагреве:
 
Углекислый газ
t_2=380℃ 
c_СО2^380=c_СО2^300+(c_СО2^400-c_СО2^300)/(t^2-t^1 )∙80=41.755+(43.250-41.755)/(380-200)∙80=42.419 кДж/кмоль*0С
t_1=200℃ c_СО2^200=40,059 кДж/кмоль*0С
с ̅_СО2=(42,419∙380-40,059∙200)/(380-200)=45,041 кДж/кмоль*0С
Водород
t_2=380℃ 
c_Н2^380=c_Н2^300+(c_Н2^400-c_Н2^300)/(t^2-t^1 )∙80=29,123+(29,186-29,123)/(380-200)∙80=29,151 кДж/кмоль*0С
t_1=200℃ c_Н2^200=29,073 кДж/кмоль*0С
с ̅_Н2=(29,151∙380-29,073∙200)/(380-200)=29,237 кДж/кмоль*0С