Вычисление параметров в характерных точках цикла

Задача

Выполнить расчет газового цикла, рабочим телом которого является 1 кг идеального газа.

Вычислить параметры в характерных точках цикла. Для каждого из процессов определить изменение внутренней энергии; изменение энтальпии; изменение энтропии; теплоту, подведенную (отведенную) в процессах; и работу, совершенную газом (средой над газом).

По данным расчета построить цикл в диаграммах pv и Ts.

Вариант №5

Рисунок 2	Характерные точки цикла
Рисунок 2	1	2	3	4	Воздух
р, МПа	0, 686	0, 686
v, м³/кг			0, 4	0, 4
Т, К	473	573	573

Рисунок 2

Процессы: 1-2 – изобарный; 2-3 – изотермический; 3-4 – изохорный; 4-1 – адиабатный.

Решение .

Уравнение состояния идеального газа:

Вводя удельный объем, при неизменной массе газа, уравнение состояния можно переписать так:

Для воздуха . -универсальная газовая постоянная.

Вычисление параметров в характерных точках цикла

1) Точка 1.

Из уравнения состояния, выражая удельный объем, имеем:

Работа в изобарном процессе 1-2:

Изменение внутренней энергии, учитывая, что по таблицам :

Количество теплоты, по первому началу термодинамики:

Изменение энтропии:

Изменение энтальпии, :

2) Точка 2.

Так как процесс 1-2изобарный, а это значит, что давление в этом процессе остается постоянным, то в точке 2 давление такое же, как и в точке 1, .

Уравнением изобарного процесса будет:

Или применяя его к процессу 1-2:

Откуда следует:

Работа:

Изменение внутренней энергии:

Так как энергия зависит только от температуры, а в изотермическом процессе она остается постоянно!!

Количество теплоты, по первому началу термодинамики:

Изменение энтропии:

Изменение энтальпии:

Так как процесс изотермический!!!

3) Точка 3.

Процесс 2-3 изотермический, значит температура в точке 3, равна температуре в точке 2, . И так как процесс 3-4 изохорный, то объем в точке 3 равен объему в точке 4, .