Задачи по теплотехнике / Термодинамические процессы

Термодинамические процессы

5-28 Расчет, аналогичный предыдущей задаче, провести для 1 кмоль разноатомных газов при сжатии их до V2=0.5V1 . Начальное состояние газов во всех случаях одинаково и определяется параметрами: t1=27ºC p1=1 бар. Расчет провести для изотермного, адиабатного и политропного сжатия; n=1.2

Решение

1. Изотермное сжатие

Этот процесс будет происходить одинаково для всех газов.

Начальное значение объема найдем из уравнения Менделеева-Клапейрона:

. (1)

Воспользуемся уравнением изотермы:

.

Тогда конечное давление будет равно:

.

Изменение внутренней энергии равно нулю, так как процесс изотермический:

.

Работа, совершаемая газом в этом процессе равна:

.

Количество теплоты, передаваемое газу:

.

2. Адиабатное сжатие

а) Одноатомный газ

Запишем уравнение адиабаты:

.

Отсюда следует:

. (2)

Для двухатомного газа показатель адиабаты равен:

.

Тогда давление в конце сжатия равно:

.

Температура в конце сжатия будет равна:

.

Изменение внутренней энергии равно:

.

Работа газа равна:

.

Теплота, переданная за процесс равна:

.

б) Двухатомный газ

Для двухатомного газа показатель адиабаты равен:

.

Давление в конце сжатия равно:

.

Температура в конце сжатия будет равна:

.

Изменение внутренней энергии равно:

.

Работа газа равна:

.

Теплота, переданная за процесс равна:

.

в) Трехатомный газ

Для трехатомного газа показатель адиабаты равен:

.

Тогда давление в конце сжатия равно:

.

Температура в конце сжатия будет равна:

.

Изменение внутренней энергии равно:

.

Работа газа равна:

.

Теплота, переданная за процесс равна:

.

3. Политропический процесс,

а) Одноатомный газ

Запишем уравнение политропы:

.

Отсюда следует:

. (2)

Тогда давление в конце сжатия равно:

.

Температура в конце сжатия будет равна:

.

Изменение внутренней энергии равно:

.

Работа газа равна:

.

Теплота, переданная за процесс равна:

.

б) Двухатомный газ

Давление в конце сжатия равно:

.

Температура в конце сжатия будет равна:

.

Изменение внутренней энергии равно:

.

Работа газа равна:

.

Теплота, переданная за процесс равна:

.

в) Трехатомный газ

Изменение внутренней энергии трех атомного газа равно:

.

Работа газа равна:

.

Теплота, переданная за процесс равна:

.