Аналіз газового циклу, віднесеного до 1 кг речовини

Лабораторна робота №3

Для замкнутого колового процесу (циклу), складеного з ізохорних, ізобарних, ізотермічних, адіабатичних або політропних процесів, робочим тілом якого є заданий газ, що розглядається як ідеальний, потрібно:

1. Визначити питомі масові теплоємності С_р і С_v газу, а також його газову сталу R.

2. Обчислити абсолютний тиск Р, питомий об’єм , абсолютну температуру , внутрішню енергію , ентальпію , ентропію для основних точок циклу (точки 1,2,3 і 4).

3. Визначити показник , питому масову теплоємність , зміну внутрішньої енергії , ентальпії , ентропії ,кількість теплоти , питому роботу для кожного процесу, що входить до складу циклу.

4. Визначити сумарну кількість теплоти і роботу циклу в цілому, підрахувати термічний к.к.д. циклу.

5. Побудувати цикл в координатах і в обраних масштабах.

 

Порядок виконання роботи.

1. Для ідеальних газів у першому наближенні теплоємність можна прийняти сталою величиною. Тоді для двоатомних газів мольні теплоємності при сталому об’ємі при сталому тиску - ; для трьохатомних газів відповідно

Питомі теплоємності заданого газу і газову сталу його розраховують за формулами:

 

де - молярна маса газу, .

Показник адіабатного процесу:

 

 

Примітка: повітря вважати двоатомним ідеальним газом.

2. При виконання пунктів 2 і 3 завдання потрібно користуватися відповідним залежностями між початковими і кінцевими параметрами процесу, що розглядається. В розрахунках прийняти, що при .

2.1. Ізохорний процес.

робота процесу .

.

2.2. Ізобарний процес.

.

 

2.3. Ізотермічний процес.

 

2.4. Адіабатний процес.

 

2.5. Політропний процес.

Показник політропи заданий у вихідних даних.

 

теплоємність процесу:

Зауваження до виконання пунктів 2 і 3 завдання.

а) Треба розуміти що індекс 1-2 в наведених відношеннях означають початкову і кінцеву точки будь-якого процесу циклу (наприклад, 2-3, 3-4, 4-1).

б) В деяких процесах циклу для визначення параметрів () характерних точок потрібно використовувати рівняння стану ідеальних газів:

.

в) Визначення внутрішньої енергії, ентальпії і ентропії безпосередньо в характерних точках циклу (i=1,2,3,4), з урахуванням припущення, що при , можна проводити на підставі формул:

 

 

3. Визначення сумарних характеристик циклу.

3.1. Підраховуємо кількість теплоти, що підводиться до робочого тіла (газу) в окремих процесах: ця теплота є додатною.

3.2. Підраховуємо кількість теплоти, що відводиться від робочого тіла: ця теплота є від’ємною.

3.3. Теплота циклу в цілому:

 

.

 

3.4. З урахуванням алгебраїчних значень роботи в окремих процесах визначаємо роботу циклу:

 

 

4.5. Термічний к.к.д. циклу підраховуємо за формулою:

 

 

Результати розрахунків зводимо до таблиць 1 і 2.

Таблиця 1

Параметр Точка	, бар	,		,	,	,

 

 

Таблиця 2

Процеси		,	,	,	,	,	,
1-2
2-3
3-4
4-1
	-	-

 

4. Графіки циклу в координатах і будувати на листі міліметрового паперу формату А-4 в обраних масштабах.

Для побудови процесів, які на графіках зображуються кривими лініями, потрібно додатково розрахувати параметри 2-3 проміжних точок цих процесів.

 

Варіанти завдань

Варіант 1

, бар
, бар
, бар
,	0,12	0,16	0,14	0,20	0,36

 

Варіант 2

, бар
, бар
, 0С
, 0С

 

 

Варіант 3

, бар
, бар
,	0.45	0.32	0.4	0.3	0.36
, 0С

 

, бар
, бар
, 0С
, 0С
n	1.2	1.25	1.18	1.22	1.28

Варіант 4

Варіант 5

, бар
, бар
	1.3	1.25	1.3	1.25	1.3

Варіант 6

, бар	0,9
, бар
	1,2	1,25	1,2	1,25	1,2

, бар	1,6	2,5	1,2
, бар
, 0С
,	0,5	0,35	0,6	0,3	0,45
n	1,2	1,25	1,2	1,25	1,2

Варіант 7

, бар	1,8		1,2	2,4	3,6
, бар		3,2	2,8	3,6
,	0,1	0,09	0,12	0,15	0,08
, 0С
n	1,1	1,15	1,1	1,15	1,1

Варіант 8

, бар			3,5	1,5	4,2
, бар
,	0,3	0,4	0,28	0,5	0,25
n	1,3	1,32	1,3	1,32	1,3
, 0С

Варіант 9

Варіант 10

, бар
, 0С
, 0С
,	0,12	0,16	0,2	0,14	0,13

, бар		2,5	1,5	3,5
, бар
, 0С
, 0С

Варіант 11

Варіант 12

, бар			3.5		3,5
, бар
, бар

, бар				2,5
, бар
, 0С
, 0С

Варіант 13

, бар
, бар
, 0С
, 0С

Варіант 14

, бар
, бар
, 0С
,	0,2	0,25	0,5	0,3	0,22

Варіант 15

Варіант 16

, бар
, бар
,	0,12	0,16	0,1	0,14	0,09
, 0С

 

 

Варіант 17

, бар
, бар
, 0С
, 0С

 

 

Варіант 18

, бар	1,2		1,4	2,5
,	0,7	0,9	0,6	0,5	0,8
,	0,2	0,25	0,18	0,12	0,16
, 0С

Варіант 19

, бар
,	1,0	1,2	1,5	0,9	1,6
,	0,3	0,4	0,25	0,32	0,28
, 0С

Варіант 20

, бар
, 0С
, 0С
,	0,4	0,45	0,6	0,35	0,5

Варіант 21

, бар
, бар
, 0С
, 0С

Варіант 22

, бар
, бар
,	0,3	0,2	0,15	0,35	0,25
, 0С

Варіант 23

,	0,2	0,25	0,3	0,22	0,18
, бар
, бар
, 0С
, 0С

Варіант 24

, бар
, бар
, 0С
,	0,08	0,09	0,1	0,12	0,16

Варіант 25

, бар
, 0С
, 0С
,	0,12	0,1	0,16	0,09	0,2

Варіант 26

, бар	1,2		1,6
, бар
, 0С
,

Варіант 27

, бар	0,8	1,2		3,5	2,4
, 0С
, 0С
,	0,4	0,35	0,3	0,25	0,28

Варіант 28

, бар
, бар
, 0С
, 0С

Варіант 29

, бар		1,5			2,5
, 0С
, 0С
, 0С
n	1,3	1,32	1,28	1,33	1,26

Варіант 30

, бар
, бар
, 0С
, 0С