Идеальный газ совершает цикл a-b-c-d-a, состоящий из чередующихся процессов. Постройте цикл в координатах P-V и определите для одного из процессов величину, указанную в последнем столбце таблицы. Дано: масса газа
m=1 г, P1=0,2 МПа, P2=0,1 МПа, P3=0,15 МПа, V1=1 л, V2=2 л.
1. Для всех участков цикла укажите знак изменения внутренней энергии и
определите: получает или отдает газ тепло, совершает газ работу или работа совершается над газом.
2. Определите КПД цикла a-b-c-d-a.
3. Каков был бы КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно,
если бы температуры его нагревателя и холодильника были бы соответственно
равны максимальной и минимальной температурам в цикле a-b-c-d-a.
Газ: CO2
Параметры:Vc=V2, Pb=P2 ,Pa=P1
Вид процесса:
a→b(Q=0)
b→c(T=const)
c→d(V=const)
d→a(d=a)
Найдите:
Aa→b
1 такт - впрыск.
Камера сгорания расширяется, впускной клапан открыт, камера сгорания наполняется топливной смесью.
2 такт - сжатие.
Впускной клапан закрыт, поршень движется вверх, объем камеры уменьшается, происходит сжатие
3 такт - рабочий
В начале такта происходит воспламенение топливной смеси. Смесь сгорает и насильно расширяет камеру сгорания, толкая поршень.
4 такт - выпуск
Поршень опять идет вверх, выпускной клапан открыт, камера сгорания очищается от продуктов горения.
– масса сосуда
– начальная температура
– температура нагретого анилина
– конечная температура
Пишем уравнение теплового баланса
(I) ;
где:
– поглощённое тепло холодного анилина (Aniline Freeze)
– поглощённое тепло холодного сосуда (Латунь)
– отдданное тепло горячего анилина (Aniline Hot)
(II) ;
(III) ;
(IV) ;
Теперь подставляем (II), (III) и (IV) в (I) и получаем:
;
Отсюда:
;
;
;
Массовая дробь равна ;
Температурная дробь равна 10.
Итого, тёплоёмкость латуни умножается на 5 и получается 1900 – для анилина.
***** ЗАДАЧА [2] ПРО ГОРЕЛКУ *****
Дж/кгС – теплоёмкость воды
Дж/кгС – теплоёмкость меди
МДж/кг – теплота сгоряния спирта
– масса сосуда
– масса воды
– масса спирта
– начальная температура
– КПД
– искомая конечная температура
Уравнение тёплового баланса:
(I) (если вода не закипит, иначе ответ: 100 грудусов), где:
– теплота, выделяемая сжигаемым спиртом
– теплота на нагрев меди
– теплота на нагрев воды
Перепишем (I) через формулы тепловых явлений сгорания и нагревания:
(I*) ;
;
отсюда: ;
В итоге:
;
Остались только арифметические расчёты, которые показывают, что температура ниже 100 грудусов. ответ можете расчитать сами. Он близок к 100, но отличается от 100.