7. Определение полезной и максимальной (эксергии) работы цикла. Сравнение максимальной работы с суммарной работой по процессам цикла.
Полезная работа находится по формуле
.
(33)
Подставляя известные величины в формулу (33), получаю
.
Максимальная полезная работа определяется по формуле
.
(34)
Подставляя известные значения в формулу (34), получаю
.
Сравнивая работы за цикл, получаю, что
(35)
Относительная ошибка в процентах составит
,
что допустимо.
8. Определяем изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии рабочего тела по процессам цикла и в целом за цикл.
8.1. Изменение внутренней энергии находится по формуле
,
(36)
где
- удельная теплоёмкость смеси при
Дж/(кг
К);
- изменение температуры процесса, К
Применяя эту формулу для каждого цикла, получаю
(37)
(38)
(39)
(40)
(41)
Изменения внутренней энергии за цикл будут равны
(42)
8.2 Изменение энтальпии по процессам цикла определяется по формуле
,
(43)
где - удельная теплоёмкость смеси при p=const, кДж/кг.
Подставляя известные величины в формулу (43), получаю
(44)
(45)
(46)
(47)
(48)
Изменения энтальпии за цикл будут равны сумме изменений энтальпии по процессам
(49)
8.3 Находим изменения энтропии по процессам.
Так как процессы (a-c) и (b-z) адиабатные, отсюда следует, что
,
т.к. q=0,
Процесс
изохорный, поэтому
(50)
Процесс
изобарный, поэтому
(51)
Процесс (b-a) изохорный, поэтому
(52)
Изменения энтропии за цикл будут равны сумме изменений энтропии по процессам
(53)
9. Оценка применимости первого закона термодинамики к процессам цикла и в целом за цикл.
Первый закон термодинамики имеет вид
(54)
Применяя эту формулу для процессов цикла, получаю:
а) адиабатный процесс (a-c)
(55)
,
тогда
или
;
б) изохорный процесс
(56)
Тогда
(57)
в) изобарный процесс
(58)
;
(59)
г) адиабатный процесс (z-b)
(60)
,
тогда
или
д) изохорный процесс (b-a)
(61)
,
Тогда
(62)
В целом за цикл
;
(63)
Тогда
(64)
или
(65)
;
Тогда
.