Министерство образования Украины

Национальный Технический Университет Украины

«Киевский Политехнический Институт»

Кафедра теоретической и промышленной теплотехники

Процессы с рабочими телами

Пояснительная записка к расчетной работе

по предмету

«Техническая термодинамика»

Выполнил:

студентка 2 курса

ТЭФ, гр. ТП-42

Приступа Роман

Проверил:

Трокоз Я.Е.

Киев-2005

Содержание задания

V₁=4 м³ водяного пара при давлении и температуре t₁=330°C совершают изохорный процесс до давления P₂=30 бар. Определить все начальные и конечные параметры рабочего тела, работу и количество тепла в процессе. Как изменятся результаты расчёта, если при тех же исходных данных этот процесс совершается с идеальным газом при теплоёмкости, зависящей от температуры?

V1=4 м3 P2=30 бар t1=330°C v=const

Содержание

Часть №1

Расчёт в предположении, что водяной пар – идеальный газ

1. Определение параметров в начальном состоянии…………………………………………4

   1. Термические параметры………………………………………………………………..4

   2. Калорические параметры……………………………………………………………….4

2. Определение параметров в конечном состоянии………………………………………….6

   1. Термические параметры………………………………………………………………..6

   2. Калорические параметры……………………………………………………………….6

3. Изменение калорических параметров в процессе…………………………………………8

   1. Вычисление изменения калорических параметров по приближённым формулам…8

   2. Вычисление изменения калорических параметров по уточнённым формулам…….8

4. Определение характеристик процесса…………………………………………………….10

5. Изображение процесса в и диаграммах……………………………………..11

Часть №2

Расчёт в предположении, что водяной пар – реальный газ

1. Определение параметров в начальном и конечном состояниях с помощью таблиц водяного пара………………………………………………………………………………12

   1. Определение параметров в начальном состоянии (в точке 1)……………………...12

   2. Определение параметров в конечном состоянии (в точке 2)……………………….12

   3. Изменение калорических параметров в процессе …………………………………..13

   4. Характеристики процесса……………………………………………………………..13

2. Определение параметров в начальном и конечном состояниях по энтропийным диаграммам………………………………………………………………………………….14

   1. Диаграмма ……………………………………………………………………….14

   2. Диаграмма ……………………………………………………………………….15

   3. Диаграмма ……………………………………………………………………….16

3. Сопоставление параметров, найденных по таблицам и диаграммам…………………...17

4. Заключение………………………………………………………………………………….18

ЧАСТЬ №1

Расчёт в предположении, что водяной пар – реальный газ

§ 1. Определение параметров в начальном состоянии (в точке 1)

1. Термические параметры ( )

По условию задачи в точке 1 заданы два независимых термических параметра: абсолютное давление ( ) и удельный объём ( ).

Третий термический параметр – термодинамическую температуру – вычисляем из термического уравнения состояния идеального газа :

.

В этом уравнении удельная (индивидуальная) газовая постоянная вычисляется по зависимости

,

где – молярная (универсальная ) газовая постоянная;

– молярная масса водяного пара.

Масса водяного пара, участвующего в процессе:

2. Калорические параметры ( )

1.2.1Случай (по молекулярно-кинетической теории)

1. Из таблиц молярных теплоёмкостей, полученных на основе молекулярно-кинетической теории, для водяного пара ( ), как трёхатомного идеального газа, находим:

   1. молярная изобарная теплоёмкость

   2. молярная изохорная теплоёмкость

2. Удельные (массовые) теплоёмкости вычисляем по формулам пересчёта:

   1. удельная изобарная теплоёмкость

   2. удельная изохорная теплоёмкость

3. У дельная энтальпия

   1. начало отсчёта ;

   2. начало отсчёта .

4. Удельная внутренняя энергия

   1. начало отсчёта ;

   2. начало отсчёта .

5. Удельная энтропия начало отсчёта , .

1.2.2. Случай (по квантово-статистической теории).

1. С помощью таблиц «Термодинамические свойства газов» (Ривкин С.Л.) для водяного пара ( ) как идеального газа при , находим:

   1. Удельная энтальпия , начало отсчёта ;

   2. Удельная внутренняя энергия , начало отсчёта ;

   3. Удельная энтропия рассчитывается по формуле , где , начало отсчёта , .

2. С помощью таблиц средних теплоёмкостей для водяного пара ( ) как идеального газа при , находим:

   1. Средняя удельная изобарная теплоёмкость

   2. Средняя удельная изохорная теплоёмкость ;

   3. Удельная энтальпия начало отсчёта ;

   4. Удельная внутренняя энергия начало отсчёта ;

   5. Удельная энтропия с помощью средних теплоёмкостей точно не вычисляется.