Примечание: Задачу решить с учетом зависимости теплоемкости газов
от температуры.

Молярные массы компонентов смеси

Газовая смесь состоит из N₂ μ_N2= 28 кг/кмоль,O₂ μ_CO= 28 кг/кмоль,

Газовые постоянные отдельных компонентов смеси равны:

R_i = μR/ μ_i

R_N2 = μR/ μ_N2 = 8314/28 = 296,9 Дж/кг·К

R_CO = μR/ μ_CO = 8314/32 = 259,8 Дж/кг·К

Средняя кажущаяся молярная масса смеси

μ_см = r_N2· μ_N2 + r_CO· μ_CO = 0,79·28 + 0,21·32 = 28,84 кг/кмоль

Массовые доли компонентов смеси

g_N2 = μ_N2·r_N2/μ_см = 28·0,79/28,84 = 0,767

g_CO = μ_CO·r_CO/μ_см = 32·0,21/28,84 = 0,233

Газовая постоянная смеси

R_см = = g_N2 · R_N2 + g_CO · R_СO =0,767·296,9 +

+ 0,233·259,8 = 288,3 Дж/кг·К

или



Для первого процесса 1-2 изохорного V₂ = V₁ = 20 м³

Давление определим из уравнения состояния

=127200 Па = 1,272 бар

Давление в конце процесса

=296600 Па = 2,966 бар

Для первого процесса 2-3 изобарного p₃ = p₂ = 2,966 бар, t₃ = t₁ = 80 ⁰C

Объем найдем из уравнения состояния

= 8,578 м³

Определим средне теплоемкости в диапазоне температур 80…550 ⁰C

Молярные теплоемкости при температурах

t₁ = 80 ⁰C μc_pN2 = 29,046 кДж/(кмоль·К), μc_pCO = 29,489 кДж/(кмоль·К),

μc_p = r_N2· μc_pN2 + r_CO· μc_pCO + r_H2· μc_pH2 +r_H2O· μc_pH2O = 0,79·29,046 +

+ 0,21·29,489 = 29,139 кДж/(кмоль·К)

t₁ = 550 ⁰C μc_pN2 = 29,908 кДж/(кмоль·К), μc_pCO

---

= 31,552 кДж/(кмоль·К),

μc_p = r_N2· μc_pN2 + r_CO· μc_pCO = 0,79·29,908 +

+0,21·31,552 = 30,253 кДж/(кмоль·К)
Средние молярные теплоемкости смеси для заданного интервала температур



μc_v = μc_p –μR = 28,949 – 8,314 = 20,635 кДж/(кмоль·К)

Средние массовые теплоемкости смеси для заданного интервала температур

c_p = μc_p/μ_см = 28,949/28,84 = 1,004 кДж/(кг·К)

c_v= μc_v/μ_см = 20,635/28,84 = 0,716 кДж/(кг·К)
Количество теплоты для нагрева смеси в диапазоне от t₁ = 80 ⁰С до t₂ = 550 ⁰С

q_1-2 = M·c_v·(t₂ – t₁) = 25·0,716·(550 – 80) = 8407,3 кДж

Работа

l_1-2 = 0

Изменение внутренней энергии

ΔU = M·c_v·(T₂ – T₁) = 25·0,716·(550 – 80) = 8407,3 кДж

Изменение энтропии

=15,142 кДж/К

Количество теплоты для охлаждения смеси в диапазоне от t₂ = 80 ⁰С до t₃ = 550 ⁰С

q_2-3 = M·c_p·(t₃ – t₂) = 25·1,004·(80 – 550) = -11794,6 кДж

Работа

l_2-3 = p₂·(V₃ – V₂) = 296,5·( 8,578– 20) = -3387,3 кДж

Изменение внутренней энергии

ΔU_2-3 = M·c_p·(T₃ – T₂) = 25·0,716·(80 – 550) = -8407,27кДж

Изменение энтропии

=-21,242 кДж/К

---

Смотрите также файлы

• Методические рекомендации для обучающихся по составлению и выполнению отчета о прохождении всех видов практики специальность 40. 02. 01. Право и организация социального обеспечения.doc

• Сущность и содержание проблемы утечки умов 4 Основные причины интеллектуальной миграции 6.doc

• Эпимизий (покрывает мышцу снаружи)Перимизий (окружает пучки волокон)Эндомизий.pdf

• Занятие 1 Тема 1 деньги сущность, функции, виды и обращение задание 1.doc

• Рецензия на книгу " в кварталах дальних и печальных Избранная лирика. Роттердамский дневник".docx