Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Основные газовые процессы. Изохорный процесс




Основными термодинамическими процессами являются:

1) процесс сообщения или отнятия теплоты при постоянном объеме газа (V=const) – изохорный процесс;

2) процесс сообщения или отнятия теплоты при постоянном давлении (P=const) – изобарный процесс;

3) процесс сообщения или отнятия теплоты при постоянной температуре (T=const) – изотермический процесс;

4) процесс без сообщения или отнятия теплоты извне (dq=0) - адиабатный процесс;

5) процесс, в котором изменение параметров подчиняется уравнению

,

где m - величина, постоянная для данного процесса, - политропный процесс.

В изохорном процессе зависимость между начальными и конечными параметрами определяется следующей зависимостью

(7.1)

Изменение внутренней энергии

(7.2)

Если в процессе участвует кг или м3 газа, то количество теплоты или изменение внутренней энергии газа

(7.3)

Задачи

7.1. Газ при давлении Р1=1МПа и температуре t1=20 ОС нагревается при постоянном объеме до t2=300 ОС. Найти конечное давление газа.

Ответ: Р2=1.956 МПа.

7.2. В закрытом сосуде емкостью V=0.3 м3 содержится 2.75 кг воздуха при давлении Р1=0.8 МПа и температуре t1=25 ОС. Определить давление и удельный объем после охлаждения воздуха до 0 ОС.

Ответ: Р2=0.732 МПа, v2=0.109 м3/кг.

7.3. В закрытом сосуде заключен газ при разрежении Р1=6667 Па и температуре t1=70 ОС. Показание барометра - 101325 Па. До какой температуры нужно охладить газ, чтобы разрежение стало Р2=13 332 Па?

Решение:

Так как процесс происходит при V =const , то согласно формуле (7.1)

(101 325-6667)/(101 325-13332)=(273+70)/T2.

 

Отсюда

Т2=87993*343/94658=318.8 K; t2=45.8°С.

Ответ: t2=45.8 °С

7.4.До какой температуры t2 нужно нагреть газ при V=const , если начальное давление газа P1=0.2 МПа и температура t1=20 °С, а конечное давление P2=0.5 МПа.

Ответ: До t2=459.5 °С.

7.5. В закрытом сосуде емкостью V=0.6 м3 содержится воздух при давлении р1=0.5 МПа и температуре t1=20 °С. В результате охлаждения сосуда воздух, содержащийся в нем, теряет 105 кДж. Принимая теплоемкость воздуха постоянной, определить, какое давление и какая температура устанавливаются после этого в сосуде.

Решение:

Пользуясь уравнением состояния, находим массу воздуха в сосуде

M=РV/RT=0.5∙106∙0.6/287∙293=3.57 кг.

Количество теплоты, отводимой от воздуха в процессе, определяется уравнением

Q=Mcvm(t2-t1)

откуда

t2=Q/Mcvm+t1= -105/3.57∙0.723+20= -40.7+20= -20.7 °С.

Значение сvm=0.723 получено из выражения cvm=mcvm/m=20.93/28.96 (для двухатомных газов).

Из соотношения параметров в изохорном процессе имеем

Р21∙Т21=0.5∙(273-20.7)/293=0.43 МПа.

Ответ: Р2=0.43 МПа

7.6. В закрытом сосуде емкостью V=0.5 м3 содержится двуокись углерода при р1=0.6 МПа и температуре t1=527 °С. Как изменится давление газа , если от него отнять 420 кДж? Принять зависимость С=f(t) линейной.

Ответ: р2=0.42 МПа.

7.7. Сосуд емкостью 90 л содержит воздух при давлении 0.8 МПа и температуре 30 °С. Определить количество теплоты, которое необходимо сообщить воздуху, чтобы повысить его давление при V=const до 1.6 МПа. Принять зависимость с=f(t) нелинейной.

Решение:

Из соотношения параметров изохорного процесса получим

Т21∙P2/P1=303∙1.6/0.8=606 К, t2=606-273=333°С.

По уравнению qv=cvm2t2-cvm1t1.

Пользуясь табл. 4.2,4.3 , находим

сvm1=0.7173 кДж/кг К ; cvm2=0.7351 кДж/кг К..

Следовательно,

qv=0.7351∙333-0.7173∙30=223.2 кДж/кг.

Массу воздуха, находящегося в резервуаре, определяем из уравнения

M=p1V1/RT1=0.8∙106∙0.09/287∙303=0.8278 кг,

а сообщенное ему количество теплоты

Qv=0.8278∙223.2=184.8 кДж.

7.8. До какой температуры нужно охладить 0.8 м3 воздуха с начальным давлением 0.3 МПа и температурой 15°С , чтобы давление при постоянном объеме понизилось до 0.1 МПа? Какое количество теплоты нужно для этого отвести? Теплоемкость воздуха принять постоянной.

Отв. До t2= -177°С; Q=- 402 кДж.


Поделиться:

Дата добавления: 2014-11-13; просмотров: 758; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.006 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты