1. Расчет начинаем с нахождения термических p, V, t параметров в характерных точках цикла (a, b, c, d):

Для 1 кг идеального газа уравнение состояния идеальных газов: PV = 1*RT

Газовая постоянная смеси идеальных газов будет равна:

Где

– универсальная газовая постоянная

Дж/моль*К

– молярная масса газа

Найдем молярные массы газов:

𝜇(CO₂) = 12 + 2*16 = 44 г/моль

𝜇(N₂) = 2*14 = 28 г/моль

𝜇(H₂O) = 2*1+16 = 18 г/моль

𝜇(O₂) = 2*16 = 32 г/моль

Определим газовые постоянные:

Найдем газовую постоянную смеси идеальных газов:

,

где – массовая доля газа в долях единицы

.

Процесс a-b:

Изобарный процесс P = const, то P_a = P_b = 3 бар

Точка a:

Воспользуемся уравнением Менделеева-Клапейрона для точки цикла:

P_a*V_a = R_см*T_a

3*10⁵*V_a = 290,55*(250+273,15)

Точка b:

P_b*V_b = R_см*T_b

3*10⁵*V_b = 290,55*(25+273,15)

Процесс с-d:

Изобарный процесс P = const, то P_c = P_d = 10 бар

Точка d:

P_d*V_d = R_см*T_d

10*10⁵*V_d = 290,55*(250+273,15)

Процесс b-c:

Адиабатический процесс S = const

Найдем параметры точки c:

P_c*V_c^k = P_b*V_b^k

10*10⁵*V_c^k = 3*28,876^k

V_c^k = 0,3*28,876^k

Где k – показатель адиабаты

, С_p – изобарная теплоемкость, С_v – изохорная теплоемкость.

Количество степеней свободы идеальных газов:

i(CO2) = 6 – трехатомный газ,

i(N2) = 5 - двухатомный,

i(H2O) = 6 - трехатомный,

i(O2) = 5 – двухатомный.

Определим изохорную теплоемкость газов:

Полная изохорная теплоемкость газов будет равна:

Определим изобарную теплоемкость газов:

Полная изобарная теплоемкость:

Определим показатель адиабаты:

Вычислим удельный объем газов в точке с:

V_c^k = 0,3*28,876^k

V_c^1,4 = 0,3*28,876^1,4

V_c = 0,12 м³/кг

Найдем температуру T_c:

P_с*V_с = R_см*T_с

10*10⁵*0,12 = 290,55*T_c

t_c = T_c – T = 416,9 – 273,15 = 143,75 ≈ 144 ℃

Найденные значения параметров газовой смеси занесем в таблицу 2.

Таблица 2 Параметры газовой смеси

Точки/параметры	P, бар	V, м3/кг	T, К	t, ℃
a	3	0,51	523,15	250
b	3	0,29	298,15	25
c	10	0,12	416,9	144
d	10	0,15	523,15	250