ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА И МЕХАНИЗАЦИИ
Кафедра теплотехники и теплогазоснабжения
Расчетное задание: «Термодинамические процессы идеального газа»
Выполнил: студент ВиВ-3-3
Абрамова А.А.
Вариант № 21
Проверил: Троицкая Е.В..
Москва 2011
Расчетное задание: «Термодинамические процессы идеального газа»
Вариант 21
Исходные данные:
Процессы:
1-2: 
– адиабатный процесс
2-3: 
– изобарный процесс
3-4: 
– изотермический процесс
4-1: - изобарный процесс
Параметры процесса:
Рабочее тело – 1 кг воздуха.
Принять: 
Цикл – прямой обратимый, содержит четыре политропных процесса.
П.1. Рассчитать давление Р (МПа), удельный объем, температуру Т (К) для основных состояний (точки прямого термодинамического цикла идеального газа.
Привести все расчетные действия с числовыми данными, окончательные результаты расчета представить в виде табл.1, каждая строка которой содержит номер точки и Р, 
, Т – параметры.
1-2: – адиабатный процесс 
2-3: – изобарный процесс 
3-4: – изотермический процесс 
4-1: - изобарный процесс 
Таблица 1
| точка | Р, МПа | 
| Т, К |
| 0,3 | 0,2851 | ||
| 1,0 | 0,1206 | ||
| 1,0 | 0,1645 | ||
| 0,3 | 0,5482 |
т.1. Зная 
, по уравнению Менделеева-Клапейрона определим
.
т.2. Т.к. процесс 1-2 адиабатический, то
.
Зная 
, по уравнению Менделеева-Клапейрона определим
.
т.3. Зная 
, по уравнению Менделеева-Клапейрона определим
.
т.4. Зная 
, по уравнению Менделеева-Клапейрона определим
.
П.2. Для каждого процесса цикла определить: изменение внутренней энергии энтальпии энтропии теплоту, работу, а также теплоемкость и показатель политропы n.
Привести все расчетные действия с числовыми данными, окончательные результаты расчета представить в виде табл.2,каждая строка которой соответствует определенным процессам.
Таблица 2
| процесс | n | 
| 
| 
| 
| 
| 
|
| 
|
|
| ||||
| 1-2 | -1,4 | 90,036 | 125,050 | -90,036 | |||
| 2-3 | 1,025 | 112,914 | 156,825 | 0,320 | 156,825 | 43,911 | |
| 3-4 | 
| 0,350 | 197,995 | 197,995 | |||
| 4-1 | 1,025 | -202,950 | -281,875 | -0,670 | -281,875 | -78,925 | |
| Σ | 72,945 | 72,945 |
Общие формулы для вычислений:
1) Определяем показатель политропы n для каждого из процессов:
При процессе 1-2: 
.
При процессе 2-3: 
.
При процессе 3-4: 
.
При процессе 4-1: .
2) Определяем теплоемкость для каждого из процессов:
При процессе 1-2: 
.
При процессе 2-3: 
.
При процессе 3-4: 
.
При процессе 4-1: .
3) Определяем изменение внутренней энергии для каждого из процессов:
При процессе 1-2: 
.
При процессе 2-3: 
.
При процессе 3-4: 
.
При процессе 4-1: 
.
4) Определяем изменение энтальпии для каждого из процессов:
При процессе 1-2: 
.
При процессе 2-3: 
.
При процессе 3-4: 
.
При процессе 4-1: 
.
5) Определяем изменение энтропии 
для каждого из процессов:
При процессе 1-2: 
.
При процессе 2-3: 
.
При процессе 3-4: 
.
При процессе 4-1: 
.
6) Определяем теплоту для каждого из процессов:
При процессе 1-2: 
.
При процессе 2-3: 
.
При процессе 3-4: 
.
При процессе 4-1: 
.
7) Определяем работу для каждого из процессов:
При процессе 1-2: 
.
При процессе 2-3: 
.
При процессе 3-4: 
.
При процессе 4-1: 
.
П.3. Пользуясь результатами п.2, рассчитать следующие характеристики цикла: подведенную теплоту, отведенную теплоту, теплоту цикла, работу расширения, работу сжатия, работу цикла, термический КПД цикла (сравнить его с термическим КПД цикла Карно).
1) Вычисляем подведенную теплоту q1:
.
2) Вычисляем отведенную теплоту q2:
.
3) Вычисляем теплоту цикла qц:
.
4) Вычисляем работу расширения lрасш:
.
5) Вычисляем работу сжатия lсж:
.
6) Вычисляем работу цикла lц:
.
7) Определяем термический КПД цикла ƞt:
8) Определяем термический КПД цикла Карно ƞtk:
п.4. Выполнить графические построения цикла в координатах P/v, T/s.
