2 Задачи

Газовая смесь задана процентным составом компонентов смеси в массовых долях. В интервале температур t смесь нагревается.

СО2, %	16
N2, %	76
H2O, %	4
O2, %	4
Pсм, МПа	1,2
Vсм, м3	4
t, 0C	750
Δt, 0C	950-500

Объемный состав смеси:

Компонент	Объемная доля	Молекулярная массы, кг/моль	Мольные теплоемкости, кДж/кмоль*К	Газовые постоянные	Массовые теплоемкости	Массовый состав смеси
СО2, %	0,16	44,01	34,11	0,1889	0,5861	0,2321
N2, %	0,76	28,0134	29,10	0,2968	0,7420	0,7019
H2O, %	0,04	18,02	75,299	0,4614	3,7173	0,0238
O2, %	0,04	32	29	0,2598	0,6464	0,0422

Средняя молярная масса смеси:

μ_см=0,16*44,01+0,76*28,0134+0,04*18,02+0,04*32=30,3326 кг/моль

Задача 2

Определить изменение энтропии S для М=3,0 кг азота при постоянном давлении 760 мм рт. ст. при изменении температуры от t1=122 до t2=402. Теплоемкость азота зависит от температуры.

Решение:

Ответ:

Задача 3

1. Вычислите свободную энергию F и термодинамический потенциал Ф для идеального газа, у которого теплоемкость С_V=a+bT(где a и b некоторые постоянные)

С_V=∂Е/∂Т

Е=aT+bT²/2

F=E-TS=aT+bT²/2-TS

или

Ф= F+PV=

Задача 4

Найдите уравнение состояние газа, если для него известна свободная энергия в виде функции характеристических параметров:

где CV, a, b – постоянные величины. Вычислите внутреннюю энергию газа.

Задача 5

1. Рассчитайте величину ΔSo₂₉₈для процессаNa2O(т) + H2O(ж) → 2NaOH(т), используя значения стандартных энтропий веществ (табл. 3)

Решение:

Используя справочные данные:

S^o(NaOH,т)=64,16 Дж/(моль·К),

S^o(Na₂O,т)=75,5Дж/(моль·К),

S^o(H₂O,ж)=70Дж/(моль·К),

рассчитываем ΔS^o298:

ΔS^o₂₉₈=2S^o(NaOH,т)-[S^o(Na₂O,т)+S^o(H₂O,ж)]=2·64,16-(75,5+70)=-17,18Дж/К.

Ответ: –17,18 Дж/К.

Задача 6

Идеальный двухатомный газ, содержащий 1 моль вещества, совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Наименьший объем 10 л, наибольший 20 л, наименьшее давление 246 кПа,наибольшее 410 кПа. Построить график цикла. Определить температуру газа для характерных точек цикла и КПД.

Решение:

Ответ: Т₁=300 К Т₂=500К

КПД=8,9%

Задача 7

Идеальный газ совершает цикл Карно, 2/3 количества теплоты,полученного от нагревателя, отдает холодильнику. Температурахолодильника 280 К.

Решение:

Ответ: температура нагревателя 420 К