Выбор вариантов контрольных работ

Контрольные задачи составлены в 100 вариантах каждая. Нужный вариант выбирается студентом строго в соответствии с численным значением последних двух цифр зачетной книжки. К решению задач следует приступить только после изучения соответствующего раздела курса.

При выполнении контрольной работы необходимо соблюдать следующие условия:

1) работу выполнять чернилами в тетради с полями для замечаний рецензента;

2) условие задачи и исходные данные выписывать без сокращений;

3) решение задач сопровождать кратким пояснительным текстом, в котором указывать, какая величина и по какой формуле (с указанием источника формул и значений подставляемых величин) определяется;

4) вычисления проводить в единицах СИ, показать ход решения;

5) при исходных и вычисленных величинах проставлять единицы измерения (размерность);

6) вычисления проводить с точностью до 1%;

7) после решения задачи дать краткий анализ полученных результатов и сделать выводы.

Задача 1

Газовая трехкомпонентная смесь, имеющая состав m₁, m₂, m₃ (в кг), совершает в тепловом двигателе круговой процесс (цикл) по преобразованию теплоты в механическую работу. Ряд значений параметров состояния смеси в отдельных точках цикла задан таблично (табл. 1, 2).

Таблица 1

Последняя цифра шифра	Компонент смеси Масса компонента (кг)			Параметры состояния смеси (т.1, т.5)
	m1	m2	m3		P1, бар	T1, К	P5, бар	T5, К
0	O2 2	N2 5	CO 3		1,4	370	4,8	-
1	CO2 5	возд. 2,5	H20 0,5		2,5	300	-	935
2	N2 5	CO 1	CO2 3		3,0	-	3,0	1050
3	N2 4	CO2 3,5	H20 1,5		-	320	3,9	760
4	CO 1	CO2 4	H20 3		1,4	370	4,8	-
5	CO 1	CO2 4	H20 3		2,5	300	-	935
6	CO2 5	возд. 2,5	H20 0,5		3,0	-	3,0	1050
7	O2 2	N2 5	CO 3		1,9	340	-	640
8	N2 5	CO 1	CO2 3		-	320	3,9	760
9	N2 4	CO2 3,5	H20 1,5		1,9	340	-	640

Таблица 2

Предпоследняя цифра шифра	Параметры состояния смеси (т.2, т.3)				Параметры состояния смеси (т.4)
	P2, бар	T2, К	P3, бар	T3, К	Т4, К	v4, м3/кг
0	5,6	370	5,6	-	-	2/3·v3+1/3·v5
1	8,1	410	-	550	935	-
2	7,2	-	11,2	570	-	4/3·v3
3	-	520	11,7	610	810	-
4	7,2	-	11,2	570	-	3/4·v3+1/4·v5
5	-	520	11,7	610	810	-
6	5,6	340	12,2	-	-	3/4·v3+1/4·v5
7	8,1	410	-	550	-	2/3·v3+1/3·v5
8	5,6	370	5,6	-	935	-
9	5,6	340	12,2	-	-	4/3·v3

В цикле предполагается, что:

1. процессы (2→3) и (5→1) – изохорные, (3→4) изобарный, (1→2) и (4→5) – политропные;

2. если по условиям варианта P₂ = P₃ или P₅ = P₁,то в цикле отсутствуют, соответственно, процессы (2→3) и (5→1);

3. при T = const политропный процесс превращается в изотермический (n = 1);

4. если по результатам расчетов n = k (показатель политропы равен показателю адиабаты), то политропный процесс рассчитывается как адиабатный (dq = 0).

Требуется

1. Определить удельную газовую постоянную смеси и её «кажущуюся» молекулярную массу.

2. Определить коэффициент полезного действия цикла.

3. Определить коэффициент полезного действия цикла Карно в интервале температур цикла (от T _max до T _min).

4. Построить цикл в P-v и T-s диаграммах (с расчетом 2^х - 3^х промежуточных точек в каждом процессе).

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте и запишите основные законы, которым подчиняется идеальная газовая смесь.

2. Напишите аналитическое выражение Первого закона термодинамики для каждого процесса рассчитанного Вами цикла.