Задачі для самостійного розв'язування

Задача 1

1 кг кисню має параметри Р₁ = 20 МПа та t₁= 300 ° С. Наприкінці політропного процесу параметри робочого тіла приймають значення: Р₂ = 15 МПа та t₂ = 57 °С. Визначити питомі кількості теплоти, роботи та зміну внутрішньої енергії кисню, що мали місце при завершенні процесу. Зобразити графічно процес у рv- та Тs- діаграмах.

Задача 2.

Початковий стан 10 кг кисню характеризується параметрами: Р₁ = 15 МПа та t₁ = 200 °С. У процесі 1 - 2 відбувається політропне змінення стану до Р₂ = 1, 5 МПа та t₂ = 67 °С , а в процесі 2-3 кисень ізохорно стискається до тиску Рз = 6 МПа. Визначити сумарну кількість теплоти, роботи та зміну внутрішньої енергії кисню, що мали місце при звершенні процесів 1-2 та 2-3. Зобразити процеси у рv- та Тs- даграмах.

Задача 3

Початковий стан 1 кг повітря задано параметрами Р₁ = 10 МПа та t₁ = 147 °С. Повітря спочатку розширюється ізотермічно до тиску Р₂ = 1, 0 МПа, а потім стискуеться ізобарно до питомого об'ему v₃ = 0, 07 м³/ кг. Визначити сумарну кількіть теплоти, роботу та змінення внутрішньої енергії повітря. Зобразити графічно процеси в рv- та Тs- діаграмах.

Задача 4,

Початковий стан 10 кг повітря характеризується параметрами Р₁ = 1 МПа, t₁ = 27 °С. У процесі 1-2 відбуваеться адіабатичне стиснення повітря до тиску Р₂ = 10 МПа. Потім у процесі 2-3 - ізотермічне розширення його до початкового об'ему. Знайти початковий та кінцевий об'єм повітря, сумарну кількість теплоти, роботи та зміну внутрішньої енергії повітря, що мали місце при завершенні процесів 1-2 та 2-3. Прийняти R= 287 Дж/(кг К), n = 1,4. Зобразити графічно процеси у рv- та Тs- діаграмах.

Задача 5

1 кг вуглекислого газу має параметри Р₁= 1 МПа та v₁ = 0,2 м³/кг. Над газом виконуєгься питома робота I =300 кДж/кг та підводиться питома кількість теплоти q=200 кДж/кг. Знайти параметри газу наприкінці процесу та показник політропи процесу. Зобразити процес у рv- та Тs- діаграмах.

 

Основ ні закони суміш і ід еальних газів

 

Суміші ідеальних газів підкоряються тим же законам, що й окремі ідеальні гази. Згідно з законом Дальтона, тиск суміші ідеальних газів дорівнює сумі тисків, які створюються окремими газами незалежно від присутності інших:

.                                                 (42)

Згідно з законом Амага, об'єм суміші ідеальних газів дорівнює сумі парціальних об'ємів кожного компонента суміші:

.                                                    (43)

Склад суміші визначається

масовими частками:

,                                                                      (44)

або об’ємними частками:

,                                                                      (45)

де m_i- маса i-го компонента суміші, m_см -маса суміші,

v_i – об’єм і-го компонента суміші, v_см – об’єм суміші.

Для встановлення зв'язку масових часток і об'емних користуються співвідношенням:

,

Де молекулярна маса суміші:

,                                                        (46)

µ_і - молекулярна маса компонента суміші.

Питома газова стала суміші визначається як:

,                                                               (47)

або

,                                                                  (48)

де R - питома газова стала 1-го компонента сумііші,

R_µ - 8,314 Дж/моль К - універсальна газова стала. Таким чином, рівняння стану суміші ідеальних газів має вигляд

.                                                     (49)

Запитання д о самоконтролю і повторен н я

 

1. Засоби визначення складу газової суміші та зв'язок між ними.

2. Основні закони суміші ідеальних газів.

3. Як визначаються молекулярна маса та газова стала суміші?

4. Рівняння стану суміші ідеальних газів.