Тепловая машина работает по замкнутому циклу между состояниями 1, 2, 3, 4, которые характеризуются

Тепловая машина работает по замкнутому циклу между состояниями 1, 2, 3, 4, которые характеризуются параметрами Р1, V1, T1; P2, V2, T2; P3, V3, T3; P4, V4, T4 ( см. рис. 1); масса газа m, молярные теплоемкости Cv и Cp, работа на каждом участке равна А12, А23, А34, А41. Полная работа совершается за цикл равна А. Количество теплоты, взятое от нагревателя за один цикл, равно Q1, количество теплоты, отданное холодильнику за один цикл, равно Q2. Изменение внутренней энергии на заданном участке цикла ΔU, а изменение энтропии на этом же участке ΔS. По заданным величинам найти неизвестные Вариант 4 Тепловая машина работает по замкнутому циклу между состояниями 1, 2, 3, 4, которые характеризуются параметрами Р1, V1, T1; P2, V2, T2; P3, V3, T3; P4, V4, T4 (см. рис. 1); масса газа m, молярные теплоемкости Cv и Cp, работа на каждом участке равна А12, А23, А34, А41. Полная работа совершается за цикл равна А. Количество теплоты, взятое от нагревателя за один цикл, равно Q1, количество теплоты, отданное холодильнику за один цикл, равно Q2. Изменение внутренней энергии на заданном участке цикла ΔU, а изменение энтропии на этом же участке ΔS. По заданным величинам найти неизвестные Дано: участок цикла – 1, 2, 3; газ – СО2; m=84,7∙10-3 кг; p1=8∙105 Па; v1=10-2 кг/м3; T1=500 К; p2=2,67∙105 Па; v2=3,0∙10-2 кг/м3; T2=500 К; p3=2∙105 Па; v3=3,0∙10-2 кг/м3; T3=375 К; p4=6∙105 Па.

1-2 – изотермический
2-3 – изохорный
Массовую теплоемкость СО2 вычислим из мольной теплоемкости для многоатомных газов
Cv=cvμμ=29,3344=0,67кДжкг∙К.
Газовая постоянная СО2 равна
R=831444=0,189 кДжкг∙К.
Тогда
Cp=Cv+R=0,67+0,189=0,859 кДжкг∙К.
1. Изменение внутренней энергии
∆u1-2=0 кДж/кг.
∆u2-3=Cv∙T3-T2=0,67∙375-500=-83,75 кДж/кг.
2 . Изменение энтальпии
∆i1-2=0 кДж/кг.
∆i2-3=Cp∙T3-T2=0,859∙375-500=-107,375 кДж/кг.
3. Изменение энтропии
∆s1-2=R∙lnv2v1=0,189∙ln0,030,01=0,207 кДж/(кг∙К).
∆s2-3=Cv∙lnT3T2=0,67∙ln375500=-0,192 кДж/(кг∙К).
4

. Изменение энтальпии
∆i1-2=0 кДж/кг.
∆i2-3=Cp∙T3-T2=0,859∙375-500=-107,375 кДж/кг.
3. Изменение энтропии
∆s1-2=R∙lnv2v1=0,189∙ln0,030,01=0,207 кДж/(кг∙К).
∆s2-3=Cv∙lnT3T2=0,67∙ln375500=-0,192 кДж/(кг∙К).
4