Задачник по термодинамике (555278), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Согласно экспериментальным данным давление пара эфира зависит от температуры следукхцим образом: !8 р = — 2!70/Т+ 16,025 — 1,81 !О 'Т+ 1,72 х х 10 юТю, (5.2) где Т(273 К; р — в Па. Вычислить скрытую теплоту парообразования эфира при температуре 243 К, если при этом удельные объемы пара эфира и жидкого эфира соответственно равны а" = 5515 смю/г и о' = 1,3 см'/г. Р еще н и е, Из уравнения (5.2) следует, что б /бТ !0<-юию/т+1юююю-ью1 ° ~ю-ю т+ьтю.~ю-ю т > х Х 2,303(2170/Т' — 0,0181+2 0,172.10-ю Т) — 1ф — 2!7юдмз+!ю,ююю — ю,ю1ю! ° 243+юлтю 1ю ю ° юююп х х 2,303(2170/243ю — 0,0181+ 2 0,172 !О-'243) = == 321 Па/К.
Из уравнения Клапейрона †Клаузиу определяем т = Т (а" — а') (бр/бТ) = 243 (5515 — 1,3) 321 х х 10 ю = 428 кДж/кг. 5.33. Определить, при каком давлении будет плавиться лед, имеющий температуру 268 К, если удельный объем льда 1,091 см'/г, а воды 1 см'/г. Теплота плавления льда 335,5 кДж/кг. 5.34. В результате резкого нажатия на педаль акселе. ратора во всасывающем коллекторе двигателя автомобиля ()т„, = 1600 см') появился жидкий бензин при температуре 333 К и давлении 0,0985 МПа. Определить расход бензина ,273 278 283 288 293 .0,419 0,504 0,602 0,714 0,841 .1.556 1,582 1,598 1,616 1,634 .293,9 245,2 206,0 174,1 148 Т, К р„М Па а'. сма/г и", см'/г Определить скрытую теплоту испарения аммиака при температурах 278, 283, 288 К и сравнить с величинами, вычисленными в предположении, что пары аммиака — идеальный газ.
Р е ш е н и е. С помощью метода наименьших квадратов представляем: р = / (Т) — 13,2302 + 0,1845Т 0 8802,Ю-а Та + 0 1348.10-аТа. г)р/бТ 0 1845 0 172.10-4Т + 0 4044.10-ьТа При Т = 287 К бр/с(Т = 0,1845 — 0,172 ° 10 а 278 + + 0,4044 10 '278' = 0,0188 МПа/К = 18,8 кПа/К; г, =* Тм (а" — и') (дР/ЙТ) 278 (245,2 — 1,582) 10-а Х х 18,8 10а= 1273 кДж/кг; гаа = /77а (бр/г)Т)(р = (83!4 278'0,0188)/(17 0,504) = 1440 кДж/кг. При Т = 283 К др/бТ = 2,18 Ю а МЛа/К; 1249 кДж/кг; гад 1405 кДж/кг.
гои При Т=288К 6р/АТ=2,45 10 ' МПа/К; 1217 кДж/кг; г„д = 1392 кДж/кг. б! на одну попытку пуска двигателя стартером (паа = 500 мин ', та 10 с), если при давлении О,Ю13 МПа температура кипения бензина равна 338 К, его средняя молярная масса 120 кгlкмоль, а теплота парообразования г = = 252 кДж/кг.
5.35. В результате диссоциации твердого хлористого аммония НН4С! образуются газообразные составляющие г)Н„и НС1. Найти выражение для теплоты диссоциацни ИН,С!. 5.36. Имеются экспериментальные данные, полученные из опытов с аммиаком: глхвл а ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ ВОДЯНОГО ПАРА.
ПАРОВЫЕ ПРОИЕССЫ 6.1. Сухой насыщенный пар имеет давление 10,2 МПа. Определить все остальные параметры пара. Р е ш е н и е. По таблицам П51 находим: 1„312,42 'С; э' = 5,6019 к/(ж/(кг К); о' = 0,01756 м'/кг; р' = 59,648 кг/м'; 'ю* = 2720,8 кДж/кг; г = 1303,5 КДж/кг; и' = ю" — ро" = 2720,8 — 10,2 10ю 0,01756 = ° 929,68 кДж/кг. 6.2. Определить состояние водяного пара, если темпера тура его 300 'С, а давление 6,0 МПа. 6.3.
Определить состояние водяного пара, если его давление 4,5 МПа, а удельный объем 0,0707 мэ/кг. 6.4. Состояние водяного пара характеризуется давлением 9 МПа и влажностью 20 ю4. Найти удельный объем, внутреннюю энергию, энтропию и эитальпию пара. Решение. При р = 9 МПа о' = 0,0014179 м'/кг; ю/' = 0,02046 м'/кг; ю' = 1364,2 кДж/г; ю' = 2741,8 кДж/кг; э' = 3,2875 кДж/(кг К); э" = 5,6773 кДж/(кг К); ю' = = 1377,6 кДж/кг; о„' =- о' + х (о — о') = 0,0014179 + 0,8 (0,02046— — 0,0014179) = 0,016645 мю/кг; ю„= ю' + х (ю'" — ю') = ю' + хг = 1364,2 + 0,8 Х Х 1377,6 = 2466,3 кДж/кг; и„= ю'„— ро„= 2466,8 — 9 10'0,016645 = .
2317,0 кДж/кг. 6.5. Вода нагрета до 150,96 'С (прв давлении 1,2 МПа). На сколько градусов необходимо еще нагреть воду, чтобы началось кипение? 6.6. Определить состояние водяного пара, если его температура 2Я,37'С, а давление 2,0 МПа. Р е ш е н и е, При давлении 2,0 МПа температура насыщения пара 212,37 'С, следовательно„пар перегрет; перегрев составляет 2Я,37 'С вЂ” 212,37 'С = 51 'С, 6.7.
Определить состояние водяного пара, если его давление 7,5 МПа, а удельный объем 0,019 ма/кг. 6.6. В верхней половине барабана парового котла находится сухой насыщенный пар, а в нижней — вода в состоянии насьвцения. Во сколько раз масса воды больше массы пара, если давление пара в барабане р * 11,5 МПар 6.9.
Состояние водяного пара определяется давлением !4 МПа и температурой 813 К. Найти значения остальных параметров состояния по таблицам !151 (см. также Приложение). 6.10. Внутри трубы под давлением 1! МПа происходит парообразование за счет теплового потока 75 кВт, подводи- мого от внешних источников.
Вода в трубу поступает прн температуре насыщения; расход 0,5 кг/с. Определить плотность пароводяной смеси на выходе из трубы. Р е ш е и и е. Количество образукхцегося пара /И Я/г = 75/1254,2 = 0,0598 кг/с. Степень сухости пара на выходе х = 0,0598/0,5 = 0,1196. Удельный объем смеси и„= хо" + (! — х) и' = 0,1196 0,01597 + (1— — 0„1196) 0,1489 !О-а = 0,322! 1О-е ма/кг. Плотность пароводяной смеси на выходе из трубы р„= 1/о = 1/(0,3221 1О-') = 310,6 кг/м' 6. !1. Пользуясь а/-диаграммойе, определить парамегры состояния водяного пара, если: а) температура пара 100'С, а удельный объем 1,4 ма/кг; б) давление пара 0,2 МПа, а температура 250 'С; в) температура пара 170 'С; г) энтальпия пара составляет 2410 кДж/кг, а давление— 0,02 МПа; д) энтропия пара равна 8 кДж/(кг К), его температура 430 'С.
6.12. Перегретый пар массой 2 кг занимает объем 1,0 ма. Пользуясь а!-диаграммой, найти давление пара, если его температура равна 490 'С. 6.13. Сухой насьпценный пар массой 16 кг занимает объем, равный 4 ма, Найти температуру и давление насыщения. е и-днаграмма приведена на вкладке. 8.14. Определить теплоту, необходимую для перегрева 1 кг пара в пароперегревателе котла, если давление в нем постоянно и равно !4 МПа, а температура перегрева 540 'С. 6.18. Решить предыдущую задачу для случая, когда иа входе в пароперегреватель влажность пара составляет 3 %. 6,16.
Сухой насыщенный пар объемом 1,5 м' при давлении в 1 МПа подогревается так, что давление н конце процесса увелнчиваегся вдвое при неизменном объеме. Найти количество теплоты, затраченное на нзгреваиие. 7/ Ряс. 6.2 Рис, б.! 6.17. Найти теплоту парообразования, если давление р=б МПа. Р е ш е н н е.
На з!-диаграмме (рис. 6.1) находится изобара, соответствующая заданному давлению. При любой степени сухости, не равной единице, берется точка 7. Точка 2 будет. лежать на пересечении заданной изобары с верхней пограничной криной. Тогда: и !,— !, г(1 — х); г = (/, — /,)/(! — х) = (2794 — 2320)/(! — 0,71) = 1838 кДж/кг. 6.!8. Пар массой 1 кг при давлении 3 МПа имеет степень сухости х =.
0,7. Какое количество теплоты нужно затратить, чтобы степень сухости довести до х = 0,917 6.19. Влажный пар при давлении 1,1 МПа имеет степень сухости х 0,8. Какое количество теплоты необходимо подмсти к 1 кг этого пара, чтобы при постоянном давлении перевести его в состояние сухого насыщенного? 6.20. Пар массой 10 кг занимает объем 2 м' при давлении р, = 0,7 МПа. Найти количеспю теплоты, которое не- обходимо сообщи!6 пару, чтобы, не изменяя занимаемый им объем, повысить давление до ра = 0,9 МПа. Каковы будут температура и степень сухости в конце процесса? Р е ш е н и е.
Удельный объем пара о = )г/М ° 2/10 = 0.2 ма/кг. На я'-диаграмме (рис. 6.2) начальная точка 1 лежит на пересечении изохоры 0,2 м'/кг и изобары, соответствующей 0,7 МПа, энтальпия этого состояния = 2204 кДж/кг. Конечная точка 2 — на пересечении заданной изохоры и изобары 0,9 МПа, энтальпия в этом случае !а =2630 кДж/кг, к = 0,93.
Температуру находим, продолжая нзобару 0,9 МПа до пересечения с верхней пограничной кривой, / = 166'С. Для изохорного процесса г/ = !', — !', — и (ра — р,) = 2630 — 2204 — 0,2 (0,9— — 0,7) 10' =386 кДж/кг. 6.21. Сухой насыщенный пар занимает объем о =- = 0,18 м'/кг.
Какое количество теплоты надо затратить, чтобы нагреть его при постоянном объеме до температуры 450 'С? Чему будет равно давление в конце процесса? 6.22. Пар со степенью сухости х = 0,726 и давлением 0,1 МПа расширяется изотермически до сухого насыщенного состояния. Найти изменение удельной внутренней энергии и теплоту процесса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
