Задачник по термодинамике (555278), страница 53
Текст из файла (страница 53)
2!.1 в соответствии с номером варианта. Необходимо определить: 1) температуру смеси после завершения процесса смешения — 1е„, 'С; 2) давление смеси — ре„, МПа; 3) газовую постоянную смеси — )с,„, кДж/(кг К); 4) среднюю малярную массу смеси — р,„, кгlкмолгп 5) состав смеси в объемных долях — г,; 6) состав смеси в молярных долях — х;; 7) парциальные давления компонентов смеси — р;, МПа; 8) паРциальные объемы компонентов смеси — Рп м', 9) истинную малярную теплоемкосгь смеси прн р = =сапа( для температуры смеси, которая устанавливается после окончания процесса смешения, рс„, кДж)(кмоль К); 10) истинную объемную теплоемкость смеси при р = = сопл! и нормальных условиях для температуры смеси— с,'„кДж/(м' К); 11) истинную массовую теплоемкость смеси пря р = сова! для температуры смеси — с„, кДж,'(кг К); 12) количество теплоты, которое необходимо отвести от 3 кмоль смеси для охлаждения ее при р = сопя! от температуры смеси до температуры 300 К; И) количество теплоты, которое необходимо отвести от 4 м' (н.
у.) смеси при р = сопя( для охлаждения от температуры смеси до 300 К; 305 Прадалзеелие табл. 2/.1 Гзз Гзз СО СО 5Оз Н,О 180 280 860 1080 !4 9 34 19 2,3 1,8 3,3 3,8 !8 34 19 14 9 3,3 3,8 2,3 1,8 880 1080 180 260 20 о 1Чз 5О, н,о !5 !0 35 20 2,5 2,0 3,5 4,0 200 310 900 1 100 о 11з н, СО 22 200 300 900 ! 100 15 !о 35 20 2,5 2,0 3,5 4,0 н, СО СО 5О 1120 220 320 920 21 !6 11 36 4,2 2,7 2,2 Зтт о, СО, 5О НО !4) количество теплоты, которое необходимо отвести от б кг смеси при р = сопз1 для охлаждения от температуры смеси до 300 К. Методические указания. Считать компоненты смеси идеальными газами.
Прн определении истинной нлн средней теплоемкостей по таблицам Приложения пользоваться линейной интерполяцией. Температуру смеси после окончания процесс» смешения можно определить методом последовательных приближений. Начальное приближение для температуры смеси можно вычислить, полагая теплоемкостн комаонентов смеси рав- ными друг другу, по следующей формуле: 4 4 1см = ~ л!! г!а ! ! ! ! Точность вычисления температуры смеси должна быть не менее 1 К. При выполнении каждого пункта задания сохранить приведенную выше нумерацию. Использовать только Международную систему единиц (СИ). Задание Э.
ГАЗОВЫИ ЦИКЛ Условна задания. Сухой воздух массой 1 кг совершает прямой термодннамическнй цикл, состоящий из четырех последовательных термодннамических процессов. Данные, необходимые для расчета в зависимости от варианта, приведены в табл. 21.2. Требуется: 1) рассчитать давление р, удельный объем и, температуру Т воздуха для основных точек цикла; 2) для каждого из процессов определить значения показателей политропы и, теплоемкости с, вычислить изменение внутренней энергии би, энтальпии М, энтропии г!я, теплоту процесса д, работу процесса 1, располагаемую работу1„; 3) определить суммарные количества теплоты подведенной г!' и отведенной д", работу цикла 1ц, располагаемую работу цикла 1„„, термический к.п.д.
цикла т1,, среднее индикаторное давление р;; 4) построить цикл в координатах; а) 1д о — 1К р; б) о — р, используя предыдущее построение для нахождения координат трех-четырех промежуточных точек на каждом из процессов; в) з — Т, нанеся основные точки цикла н составляющие его процессы; 5) используя ир-и аТ-диаграммы, графически определить величины, указанные в п. 2 и 3, и сопоставить результаты графического и аналитического расчетов; 6) для одного из процессов цикла привести схему его графического расчета по эТ-диаграмме, изобразив на схеме линию процесса, всгюмогательные липни изохорного и изобарного процессов, значения температур в начале и в конце процесса, отрезки, соответствующие изменению энтропии в основном и вспомогательных процессах, площадки„соответствующие теплоте процесса, изменению внутренней энер- с и й й а с» с» а с» а с» и й и и й й и а ! сс а; с».
а Н й й а ~ с». й й и и а с» пйпййй м !- с- и и и М с с с» Н а; а. и п и 1! й И В й а ,. п- ~ а. П и !1 » й и и а и и о с- сс„»- с» с» о П и И а й й И с о о сс о с о сс о '» с'3 с» и» сс о й П й 1! й и й а а а. с. с'» О о й и Π— О С» О О О й и и й и й и а а а с, а а а сс о »- в с» о н и о о о й и и с с с с а сс йп с о» < И с» с» р И с с'с сс с»» с» о й й с Ь. а с» Я сс й и :; !." 1- с» и й сс с а ь.
ь '» с'» с.» !1 и ! а с» со с'с О-во и и ! '" о о сс о й й и сс» » с'' с» О с с с» О и а с» о о сс и с» с,.! а о с и й !» с». ! с я с» с» о й и 1-" а с о' о И с,, а ч Н Н 11 Н ч ч ч Н Н с, Н Н Н 11 й и х О й и З и с с ь с ч ч ч ч и 11 11 и и и ч и сс сз Ос С» СО 11 Н Н 1 1 О ОЪ ОС с» с о 3' »с 1! ссС 1 Н Н 1 СО о 1 и П 11 1 1 М О и З с с О с О" ОС со о сс Н 11 11 с»1" ч !! 11 сс ! о о сс о о 11 Н 11 Н Н 11 О. ф $ с бЪ Зо.Я Я о"'оо Н Н Н Н 11 СЪ СО ОЪ ОО СО С» Н Н Н Ь.
1- Н Н 1 с о 11 1 с ! с Ь о о Н Н с. о о Н 11 сс ч с. о о Н сс о о Н Н о Н Н ч с. ь" 310 ч ч ч ч Н 11 11 11 Н 11 ис11и,ч1 ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч Н Н Н 11 11 11 Н 11 11 Н 11 ч, 1 сс я и сс ч, сс с сс и ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч Н 11 Н 11 11 11 11 11 11 Н 11 11 1»с и исси»»1»сси ВО-С»~.ЗИ»О В С»»ВО СЧ СЧ С» С» С» СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ »1 й с » О З О $ Ъ» ! 3 ОН" ОИЗ О О -О йа ОЗ» с НОО 1 о» с с Зс О -НО а!» и с О » ю ДНО с О. »с С с »ЗЗ с»с » и » Тааляпа 2!.3 о. мика Тачка г. к р, мпа 0.100 0,100 0,970 0.97 338 Зза 0,784 0,78 0.100 0.100 273 273 0.239 0,24 0,519 0,52 433 433 514 5!4 0,239 0,24 0,617 0,62 8,8 Ряс. 21.2 Ркс.
21.1 3!! гин и энтальпин, и указать числовые значения величин, взяв нх с ЗТ-диаграммы. Методические указания, При расчетах считать воздух идеальным газом, а его свойства не зависящими от температуры. Принять газовую постоянную равной 0,287 кДж/(кг К), теплоемкость при постоянном давлении равной 1,025 кДж7 l(кг К), что соответствует свойствам сухого воздуха прн 473 К. Результаты расчета представить в виде таблиц, указав в числителе значения. полученные аналитически, а в знаменателе — графически. В качестве примера в табл. 21,3, 21А, 21.5 приведены результаты расчета варианта № 29. Таблица 214 — 0,219 — 0,22 — 18,6 — 19 — 4КΠ— 48 ~,6 — 67 — 66,6 — 67 0 0 0 1,025 118,1 119 — 164 — 166 — 1!8,1 — 118 0 0 0 0 1,39 0 бааз 61 0,127 — 23,4 — 24 0 0 3-4 0,738 О,!28 — 130 — 132 О, 092 О, 092 — !80,8 — 183 38,6 39 168,7 219 4-! 1,3 — 0,21 32,0 32,0 32,0 Сумма Примеры оформления графиков для варианта № 29: схема цикла в координатах о, р с указанием заданных значений параметров представлена иа рис.
21.1; диаграмма цикла в координатах 1д о,!д р — на рис. 21.2; Таблица 21.6 Обозна- ченн» наименование аеанчиим 1сдннниа Значение 98,6 !00 кДж/кг Подведенное количество теплоты 66,6 67 кДж/кг Отесдсам1ОЕ КОЛИЧЕСТВО тЕПЛОтЫ 32,0 «Дж!кс Работа цикла !ц 0,324 0,32 Термический к. и, д.
0,0438 0,045 Среднее индикаторное давление МПа 3!2 а о и. !64,0 166 Ю,4 й к и! г,а диле зоо м/ее дм/ее Фза од «ао о,з ззо зоо а азз огг 3. е Д мгйе'Кг цг ае аа йо 1а низ/ее Рнс, 21.3 Рнс. 21А Т,К 500 450 0,092-" 500 //Кг К/ Рнс. 2!.3 313 диаграмма цикла в координатах п, р н графическое определение работы и располагаемой работы процесса 4-! — на рнс. 21.3; диаграмма цикла в координатах зТ вЂ” на ркс. 21.4; схема графического расчета процесса 4-1 по зТ-диаграмме — на рнс.
21.5. Зкхаяяе 3, РЛВНОВЕСНЫА СОСТАВ ХИМИЧЕСКИ РЕАГИРУ!ОШЕЯ ГАЗОВОЯ СМЕСИ Условия задания. Прн давлении р (МПа) н температуре Т (К), которые для различных вариантов указаны в табл. 21.6, рассматривается газовая смесь, в которой в указанном стрелкой направлении (см. примечание к табл. 21.6) возможна химическая реакция (номер реакции указан а табл. 21.6). Исходный состав смеси в объемных долях указан в столбцах 1...3 табл.
21.6; нумерация столбцов соответствует расположению химических символов в уравнении реакции. Молярные теплоемкости газов удовлетворяют выражениям типа ги =(а+()Т+ ТТ'+ 6Т и), кДжl(кмоль К); Т, К; значения а, 6, Т, 6 и необходимые стандартные величины представлены в табл. 21.7 и табл. 8 Приложения. Требуется определить: !) стандартное изменение энтальпии (тепловой эффект, б Нмм) н свободной энтзльпии (хнмнческое сродство, Лбтза) для заданной реакции; 2) изменение тех же величин и значение константы равновесия Кр для указанных температуры н давления; 3) состав равновесной смеси в массовых н объемных долях; в качестве характеристики степени завершенности реакции использовать величину У (см.
табл. 21.6); 4) газовую постоянную и плотность равновесной смеси; 5) оценить возможность протекания реакции в указанном направлении при стандартных н прн указанных условиях: 6) указать направление изменения Т н р с целью увеличения степени завершенности реакции. й4етодические указания. Прн выполнении задания рекомендуется использовать учебное пособие 161, а также формулы, представленные в гл. Х1т' н ХЧП1 1211.
Состав равновесной смеси целесообразно определять на основе соотношения К = (р/ХпД~'~ П и,"~, где К вЂ” константа равнове- 2!.6 Таблица Состав Б а ао ц" 26 рсанцна» у. к р, МП» 56 75 75 50 50 21 50 5О 50 50 ха ха Ха хт ха хе хе х 80 44,8 50 75 33 12 50 5О зз,з 4О 25 82 16 х» Х» х, х, ° Перечень кнмнческн» реакцнп: 2. 2СН»-»С»Н»+ЗН» 4. СО+ЗН, СН.ОН 6. Н,+Б,ББ,. Н,Б Б.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
