3.67 (Вариант 02) Расчет газовых смесей

Условия задания.

В цилиндрическом сосуде с диаметром d и высотой h находится смесь, состоящая из четырех компонентов. Начальные параметры (масса mi, температура ti) компонентов смеси до смешения представлены в табл. 2. Газовая смесь в цилиндре может сжиматься или расширяться до конечных параметров (tСМК или рСМК):

а) изохорно; б) изобарно; в) изотермически; г) адиабатно; д) политропно с показателем политропы n (табл. 3).

Требуется: а) определить параметры газовой смеси: температуру tСМН, давление рСМН, газовую постоянную RСМН, среднюю молекулярную массу μСМН, объемные (ri) и массовые (gi) доли компонентов смеси, парциальные давления pi и объемы Vi компонентов смеси, истинную массовую (ср) и объемную (с′р) теплоемкости смеси при p=const; энтропию смеси SСМ, среднюю массовую (cpm) и объемную (c′pm) теплоемкость в процессе сжатия или расширения;

б) определить недостающие начальные и конечные параметры и составляющие I и II законов термодинамики: подведенное или отведенное тепло (Q), полезную или затраченную работу (L), изменение внутренней энергии ΔU, изменение энтальпии ΔI и энтропии ΔS в процессе сжатия или расширения газовой смеси;

в) изобразить соответствующие процессы сжатия или расширения в p-V и T-S — диаграммах.

Варианты заданий выбрать из табл. 2 и 3.

Таблица 2 

Компоненты
смеси
mi, кгti, ºСd, мh, м
СО2208203,01,5
СО32360
N25800
H2O151000

Таблица 3 

ПроцессПоказатель
политропы n
Конченое
давление
смеси, МПа
Конечная
температура
смеси, tСМК, ºС
СжатиеРасширение
Изохорный-1,5·рСМН1200

Варианты задачи: 08, 09, 10.