Нахождение истинных и средних теплоемкостей

Теплоемкость

Задачи

23.Горючая смесь газового двигателя состоит по объему из 8 частей воздуха и 1 части светильного газа. Найти удельную газовую постоянную и плотность смеси при давлении 0,1 МПа и температуре 15°С, если светильный газ состоит из следующих объемных частей: 48,5% водорода; 39,5% метана; 7% угарного газа и 5% азота. Ответ: R₀ = 308,2 Дж/(кг×К); r = 1,126 кг/м³.

24.Объемные доли сухих продуктов сгорания (т.е. не содержащих водяного пара) следующие: х_CO2 =0,123; х_O2 = 0,072;х_N2 =0,805. Найти удельную газовую постоянную, плотность и удельный объем продуктов сгорания, если их давление 0,1 МПа, а температура 800°С. Ответ: R₀ = 274,7 Дж/(кг× К); v =2,947 м³/кг; r =0,339 кг/м³.

25.Газовая смесь задана следующими молярными долями: х_CO2 =0,04; х_СО = 0,1;х_N2 =0,03; х_Н2 = 0,45; х_СН4 = 0,35; х_С2Н4 = 0,03. Давление смеси 90 кПа. Найти удельную газовую постоянную смеси и парциальное давление метана, а также плотность смеси при нормальных условиях. Ответ: R₀ = 652,3 Дж/(кг×К); р_СН4 = 31,5 кПа; r =0,569 кг/м³.

26.Найти массу продуктов сгорания топлива состава: n_CO2 = 789 моль; n_Н2О = 67,4 моль; n_О2 = 96,2 моль; n_N2 = 787,3 моль. Ответ: 61,052 кг.

27.Продукты сгорания нефти имеют следующий состав в молях: n_Н2О = 66; n_О2 = 70; n_N2 = 660; n_CO2 = 70. Найти удельную газовую постоянную и удельный объем смеси при нормальных условиях. Ответ: R₀ = 288 Дж/(кг× К); v = 0,776 м³/кг.

Пример 12. Найти среднюю удельную теплоемкость кислорода при постоянном давлении при повышении его температуры от 600 до 2000°С.

Решение. Искомую теплоемкость принимаем равной истинной удельной изобарной теплоемкости при средней температуре

; = (600+2000)/2=1300°С.

Находим в приложении 4 истинную удельную изобарную теплоемкость кислорода при температуре 1300°С: с_р=1,1476 кДж/(кг×К). Это значение теплоемкости равно средней удельной изобарной теплоемкости кислорода в интервале температур 600-2000°С.

Пример 13. Найти среднюю молярную изобарную теплоемкость углекислого газа при повышении его температуры от 200 до 1000°С.

Решение. Найти эту теплоемкость можно по уравнению

.

Молярная масса углекислого газа равна 0,044 кг/моль. Среднюю удельную изобарную теплоемкость находим в табл. 2 прил. как истинную удельную изобарную теплоемкость при средней температуре 600°С. с_р = 1,1962 кДж/(кг×К).

Следовательно, с_рm = 11962×0,044 = 526,33 кДж/(кг×К).

Пример 14. Воздух, содержащийся в баллоне вместимостью 12,5 м³ при температуре 20°С и давлении 1 МПа, подогревается до температуры 180°С. Найти подведенную теплоту Q₁₂.

Решение. Воспользуемся уравнением:

Q₁₂ = .

Массу воздуха найдем из уравнения состояния, среднюю изохорную теплоемкость - по таблицам прил.4 для средней температуры, равной 100°С.

В результате получим уравнение:

Q₁₂ = = 10⁶×12,5×722,6×160/(287,1×(20+273)) = 17,18 МДж.

Дата добавления: 2015-05-08