Завдання 3 рівняння стану робочої речовини

3.1. Завдання

У приладі (рис.3.1) в трубу 1 заливають воду, яка стискує газ в балоні 2. Нагрівачем газу 3 змінюють температуру газу від Т_о до Т_к, що викликає зміну об’єму газу та його висоти h. Вважаючи тиск постійним, визначити зміну висоти h та побудувати графік залежності

Рис.3.1. Схема приладу1 – труба, 2 – балон, 3 – нагрівач,

4 – термоізоляція.

Умови задачі дані в таблиці 3.1.

3.2. Довідка з теорії

Для однорідного робочого тіла існує функція яку називають рівнянням стану.

Залежно від природи робочого тіла вона може бути різною. Для більшості робочих тіл їх стан можна описати рівнянням Клапейрона-Менделєєва

( 3.1 )

Для 1 кг газу рівняння (3.1) приймає вигляд

( 3.2.)

В рівняннях (3.1) і (3.2) : V – об’єм газу, м³; р – абсолютний тиск, Па; m –маса,кг; - питомий об’єм, м³/кг; R- питома газова стала,

Для 1 кмоля газу, тобто для , кг, справедливо

( 3.2 )

де - об’єм 1 кмоля газу.

Величину - називають універсальною газовою сталою, яка дорівнює 8314 Дж/(кмоль К).

Для усіх газів (за нормальних умов).

Оскільки , то рівняння стану приймає вигляд

( 3.4 )

3.3. Індивідуальні завдання.

Визначити

Таблиця 3.1 - Умови задачі

№№	Газ	D, м	m, кг	Т0, К	Tк,К		hТ, м
1	N2	0,7	0,8	290	400	101	1,2
2	O2	1,2	2,8	270	450	98	2,4
3	H2O	0,5	3,0	400	500	102	0,9
4	CO2	0,9	2,4	295	425	100	3,4
5	CH4	1,5	5,0	310	410	96	0,8
6	CH2	0,8	0,8	320	520	102	0,4
7	H2	1,0	0,5	250	450	98	3,6
8	N2	1,0	3,0	320	480	98	0,5
9	O2	2,4	6,5	260	460	103	1,8
10	H2O	0,7	0,4	380	480	100	0,6
11	CO2	3,4	15	280	500	97	3,2
12	C2H2	0,4	0,3	300	520	100	1,6
13	CH4	1,0	1,5	260	460	102	5,0
14	H2	0,6	0,2	330	430	100	1,7
15	N2	1,3	4,0	340	440	99	2,2
16	O2	1,4	3,0	290	490	100	0,4
17	H2O	0,5	0,4	380	480	98	0,6
18	CO2	1,3	1,2	290	490	98	1,4
19	C2H2	0,8	0,8	300	500	96	2,5
20	CH4	1,0	0,2	320	420	100	4,0
21	O2	1,8	0,5	370	470	101	1,3
22	H2	1,4	0,2	270	500	100	0,7
23	N2	3,7	0,7	325	525	96	2,2
24	CO2	2,7	5,0	370	470	98	1,2
25	C2H2	0,9	0,7	305	405	100	0,8