1 кг водяного пара с начальным давлением p1=4 МПа и степенью сухости x1=0,95 расширяется,

1 кг водяного пара с начальным давлением p1=4 МПа и степенью сухости x1=0,95 расширяется, (Решение → 317)

1 кг водяного пара с начальным давлением p1=4 МПа и степенью сухости x1=0,95 расширяется, при этом к нему подводится теплота q=460кДжкг. Определить, пользуясь hs-диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Решить, также задачу, если расширение происходит изобарно. Изобразить процессы в диаграммах.



1 кг водяного пара с начальным давлением p1=4 МПа и степенью сухости x1=0,95 расширяется, (Решение → 317)

Поскольку процесс изобарный, то получаем: P1=P2=4 МПа. Определяем параметры воздуха при начальных условиях: v1=0,047м3кг; s1=5,9кДжкг×К, h1=2715,3кДжкг, t1=250 °C
Поскольку процесс изобарный, то
q=h2-h1
Откуда
h2=q+h1=460+2715,3=3175,3кДжкг
Определяем параметры конечного состояния пара: P2=4 МПа, v2=0,07м3кг; s2=6,71кДжкг×К, h2=3175,3кДжкг, t2=383 °C.
Определяем работу расширения водяного пара:
L=p1×v2-v1=4×106×0,07-0,047=92000 Дж
Определяем изменение внутренней энергии
∆U=Q-L=460000+92000=552000 Дж
Изменение энтропии:
ΔS=Cp×lnT2T1=1,005×ln656523=0,23кДжкг
Изменение энтальпии:
Δh=q=460 кДжкг