1.Методичні рекомендації до розв’язування задач з «Термодинаміки»

Для виконання завдання потрібно користуватися зведеною таблицею характерних особливостей та рівнянь термодинамічних процесів (самостійна робота першого модулю) , а також довідковими таблицями теплофізичних властивостей газів [3,7].

При розв’язуванні задач слід дотримуватися наступної схеми:

• з’ясувати зі завдання від процесу;

• - визначити рівняння процесу та характерні особливості процесу;

• - розрахувати всі параметрі початкового стану за допомогою рівняння стану газів:

, (1.1)

де R – газова стала визначається:

. Дж/кг К (1.2)

µ - молекулярна маса газу , кг/кмоль.

• за допомогою рівняння процесу , а у випадках коли не вказаний кінцевий параметр процесу – характерні особливості процесу та визначення енергетичних показників на процесі, визначити параметри газу наприкінці процесу;

• - за формулами визначення показників процесу розрахувати q ,ℓ, ∆u, ∆i, ∆s

Приклади розв’язування задач

1.Визначити яки параметри буде мати газ, якщо на ізотермічному процесі до нього підводиться Q=500кДж. Початкові параметри р₁=5,0 МПа, t₁ =800 ^оС. Визначити зміну внутрішньої енергії, роботу, зміну ентальпії та ентропії.

1. Для повітря .

2. Питомий об’єм:

3. Питома кількість тепла:

4. При t= пост. q=ℓ, так як Δu=0,

5. З рівняння процесу:

6. Зміна внутрішньої енергії :Δu=0;

7. Зміна ентропії:

2.На ізобарному процесі газ розширюється від р₁=2,0МПа, t₁=1000⁰С до ₂=0,18м³/кг визначити кінцеві параметри, роботу, кількість теплоти, зміну внутрішньої енергії, ентальпії та ентропії.

1. Газова стала:

.

2. Питомий об’єм :

.

3. Зрівняння процесу:

.

4. Кількість тепла на процесі:

.

5. Зміна внутрішньої енергії:

.

6. Робота на процесі:

.

7. Перевірка

, розходження (2,2 кДж/кг) в межах похибки розрахунків.

8. Зміна ентальпії:

.

9. Зміна ентропії:

.

3. Визначити кінцеві параметри, кількість роботи, зміну внутрішньої енергії, кількість теплоти, зміну ентальпії, ентропії, яку виконує m=2,6кг робочого тіла на адіабатному процесі розширення в ДВЗ. Початкові параметри: Р₁=5,2МПа, t₁=1400⁰С. Кінцевий тиск Р₂=0,3МПа

1. Початковий питомий об’єм :

2. Кінцевий питомий об’єм:

3. Кінцева температура :

4. Зміна внутрішньої енергії:

5. Робота на процесі:

6. Зміна ентальпії:

7. Технічна робота на процесі:

4.В паровому котлі вода нагрівається від t₁ яка дорівнює температурі кипіння при тиски Р₁=2 МПа до перетворення в перегріту пару з температурою t₂=250⁰С. За допомогою і–S діаграми водяної пари визначити початкові та кінцеві параметри води та пари, кількість тепла на процесі (нагрів здійснюється при Р=пост.), зміну внутрішньої енергії. Витрати пари d.

1)За таблицями стану водяної пари визначаємо при Р₁=2 МПа температуру кипіння води, ентальпію ,питомий об’єм киплячої води ,а також ентальпію ,питомий об’єм сухої насиченої пари, отримані результати заносимо до таблиці

№ точки	P ,бар			ʋ,м3/кг
1	20	212	908,6	0.00118
2	20	212,	2799,2	0,0996
3	20	250	2880	0,1

2)За допомогою діаграми стану водяної пари і – S находимо точку 3, яка находиться на перетину ізобари Р=20бар та ізотерми t=250⁰С. Визначаємо ентальпію, питомий об’єм перегрітої пари, результати заносимо в таблицу.

3)Кількість теплоти на процесах:

випаровування води

;

перегрів пари

;

загальна кількість теплоти

4)Зміна внутрішньої енергії на процесах

випаровування води

перегрів пари

загальна зміна внутрішньої енергії

.