Annak meghatározása, állandó gázkeverék nitrogén és oxigén, a súly és a kezdeti térfogat, vége
Keverés közben 0,8 kmol M1 = M2 = N és 0,2 kmol oxigén kezdeti paraméterek p1 = 1 MPa és a T1 = 1000 K kitágul egy P2 nyomás = 0,57 MPa. Expansion végezhetjük mentén izoterma, adiabatikus és politrop kitevő n = 0,8. Határozzuk keveréket gázállandó, a súly és a kezdeti térfogat, a végső paramétereket a keveréket, az expanziós munka és a hő a folyamatban részt vevő.
1. Határozzuk meg a specifikus gázállandó R a gázkeverék univerzális képletű (moláris) gázállandó
ahol M - moláris tömegű keverékből, R0 = 8314,3 kJ / (kmól * K) - egyetemes gázállandó.
A moláris tömege M keverék összegével egyenlő termékek moláris tömegeket a komponensek moláris frakciói:
Mivel a tömeg a keverék 1 kmol és a mól frakciói:
Behelyettesítve az értékeket a moláris tömege nitrogén és oxigén, megkapjuk az érték a moláris tömegű keverékből:
Most már meghatározni speciális gázállandó a keverék R:
A keverék tömegének meghatározható a következő képlettel:
m = M * n, ahol n - az anyag mennyiségét mol a keverék, a mi a probléma n = 0,8 + 0,2 = 1 kmol
2. A kezdeti térfogat, amelyet a képlet Mendeleev
3. Az izoterm folyamat, T = const
Mi határozza meg a végső térfogat, ha a gáz kitágul az egyenletből izoterm
Mivel a folyamat izotermikus, majd T1 = T2 = 1000 K.
L12 határozza meg a munkáját terjeszkedés képlet szerint:
Egy izotermikus expanzió a gáz betáplált Q12 ekvivalens mennyiségben, hogy a hőt a tágulási L12. így Q12 = L12 = 4,67 MJ.
A entalpia változás a izoterm folyamat nullával egyenlő, azaz. Hogy. T2 -T1 = 0
A változás az entrópiában S12 = Q12 / T:
S12 = 4,67 * 10 június / 1000 = 4,67 kJ / K.
A változás a belső energia nem izoterm folyamat, mert (U2 -U1) = CV (T2 -T1); (T2 -T1) = 0, így (U2 -U1) = 0.
4. Az adiabatikus folyamat pV k = const:
A végső térfogat V2 megtalálható a aránya paramétereket egy adiabatikus folyamat V2 = V1 (p1 / p2) 1 / k. hol. k - aránya specifikus melegíti a kétatomos gázok k = 1,4, így
V2 = 8,314 1/4 √1 / 0,57 = 12,4 m3
A T2 hőmérséklet meghatározása a periodikus egyenlettel:
Egy adiabatikus folyamat mennyiségét hulladék hőt szolgáltatott, vagy egyenlő nullával, vagyis a Q12 = 0.
munkája terjeszkedés lehet meghatározni a képlet:
A változás a belső energia a következő egyenletből meghatározzuk az első főtétele:
(U2 -U1) = - 4,67 MJ. A mínusz jel arra utal, hogy a belső energiája csökken. Ezért a pozitív munkát végeznek csökkentésével a belső energia adiabatikus folyamat.
A entalpia változás Y = MCP (T2-T1), ahol Cp - fajhője átlagos izobár keverék, amely egyenlő a termékek tömegének frakció a komponensek sajátos melegíti.
ahol CpN2 u Cp O2 - átlagos izobár fajhője, amelyek táblázatok a folyamat az átlagos hőmérséklet Tav = (T1 + T2) / 2 = (1000 + 850) / 2 = 925K.
W - tömegtörtje N2 és O2
Most lehet, hogy meghatározza a entalpia:
5. politrop folyamat PVN = const
A végső térfogat V2 megtalálható a aránya paraméterek politrop folyamat V2 = V1 (p1 / p2) 1 / n = 8,34 (1 / 0,57) 1 / 0,8 = 16,8 m3
A T2 hőmérséklet meghatározása a periodikus egyenlettel:
A hő a folyamatban részt vevő meghatározható a következő képlettel:
ahol Cv - átlagos térfogat-fajlagos hőkapacitása a keverék, amely a következő. Ismeretes, hogy k = Cp / Cv. Ezért a térfogati fajlagos hő Cv elegyet = Cp / k = 1,136 / 1,4 = 0, 8 kJ / (kg * K).
Helyettesíti az értéke a moláris hőkapacitás a képletben, megkapjuk:
A változás a belső energia, bármely folyamat képlet határozza meg:
Munka expanziós politrop folyamat képlettel számítottuk ki:
A entalpia változás Y adja meg:
Összefoglaló táblázat az eredmények:
Az érték az izoterm adiabatikus politrop
V2. 12.42 16 14,586 m3
T2. K 1000 850 1151,8
L12. MJ -4,67 4,67 6,3
Q12. MJ 4,67 0 9,5