background image

 

1

Z równania Mayera 

Zadanie 1.29

 

W zamkniętym zbiorniku o zasobie objętości V=25m3 znajduje się powietrze traktowane jak 

gaz doskonały o ciśnieniu P

1

=0,1[MPa] i temperaturze T

1

=13 [ºC]. Na skutek doprowadzenia 

w przemianie izochorycznej odwracalnej ∆Q ilości ciepła ciśnienie w zbiorniku wzrosło do 

P

2

=0,235[MPa]. Obliczyć ilość ciepła ∆Q doprowadzonego do układu oraz przyrosty 

zasobów entalpii ∆H i entropii ∆S jeżeli wykładnik izentropy k=1,4 

 

Dane: 

Obliczyć: 

V=25 [m3] 

∆ Q=? 

P

1

=0,1 [MPa] 

∆H=? 

T

1

=13 [ºC] =13+274,15[K]= 286,15[K] 

∆S=? 

P

2

=0,235 [MPa] 

K=1,4 

 

Rozwiązanie: 

1.  Rysuję wykres sprężania powietrza w przemianie izochorycznej odwracalnej 

 

2.  Z równania stanu gazu doskonałego Clapeyrona obliczam zasób powietrza w 

zbiorniku 

1

1

*

*

T

R

V

P

 

3.  Obliczam ilość ciepła właściwego przy stałym ciśnieniu i objętości  

K

C

C

R

C

C

V

p

V

p

    

}

  

1

*

1

K

R

K

C

K

R

C

P

V

 

 

P1 

P2 

1

 

background image

 

2

4.  Obliczam temperaturę powietrza po sprężaniu 

1

2

1

2

T

T

P

P

 

 

1

1

2

2

T

P

P

 

1

1

2

2

T

P

P

 

5.  Wykonuję bilans energii wewnętrznej dla przemiany odwracalnej.  

 z 1 postaci I zasady termodynamiki: 

L

Q

dE

I

 

 ; 

pdV

 

 z 2 postaci I zasady termodynamiki: 

t

L

Q

dH

 

 ; 

Vdp

L

t

 

 

6.  obliczam przyrost ilości ciepła doprowadzonego do układu w przemianie 

izochorycznej 

V= const;   

Dv=0 

dE

I

=δQ 

E

I

=C

* mT; 

dE

I

=C

* mdT 

δQ= C

* mdT 

Całkujemy równanie w granicach: 

2

1

2

1

T

T

Q

Q

dT

CVm

Q

 

i otrzymujemy: 

)

(

1

1

2

P

P

K

V

Q

 

7.  Obliczam przyrost zasobu entalpii układu podczas przemiany izochorycznej 

Z 2 postaci I zasady Termodynamiki 

dH= δQ+VdP 

2

1

2

1

2

1

P

P

H

H

Q

Q

dP

V

Q

dH

 

)

(

1

1

2

P

P

K

KV

H

 

8.  Obliczam przyrost zasobu entropii układu w przemianie izochorycznej 

T

dT

T

K

V

P

T

dT

RT

V

p

K

R

T

dT

m

C

T

Q

dS

V

1

1

1

1

1

1

)

1

(

*

1

 

background image

 

3

2

1

2

1

1

1

)

1

(

S

S

T

T

dT

T

K

V

P

dS

 

1

2

1

1

1

2

1

1

ln

)

1

(

ln

)

1

(

P

P

T

K

V

P

T

T

T

K

V

P

S

 

9.  Wykonuję rachunek mian dla przyrostu ilości ciepła [ΔQ] 

J

m

N

m

N

m

Pa

m

Q

*

*

)

(

1

]

[

2

3

3

 

10. Wykonuję rachunek mian dla przyrostu ilości entalpii [ΔH] 

J

m

N

m

N

m

Pa

m

H

*

*

)

(

1

*

1

]

[

2

3

3

 

11. Wykonuję rachunek mian dla przyrostu ilości entropii [ΔS] 

K

J

K

m

N

K

m

m

N

K

K

K

m

Pa

S

*

*

*

ln

*

1

*

]

[

2

3

3

 

12. Obliczam wartość przyrostu ilości ciepła ΔQ 

]

[

5

,

8437

]

[

8437500

10

*

)

1

,

0

235

,

0

(

1

4

,

1

25

6

kJ

J

Q

 

13. Obliczam wartość przyrostu zasobu entalpii ΔH 

]

[

5

,

11812

]

[

11812500

10

*

)

1

,

0

235

,

0

(

1

4

,

1

25

*

4

,

1

6

kJ

J

H

 

14. Obliczam wartość przyrostu zasobu entropii ΔS 

]

[

662

,

18

]

[

18662

10

*

1

,

0

10

*

235

,

0

ln

15

,

286

*

)

1

4

,

1

(

25

*

10

*

1

,

0

6

6

6

K

kJ

K

J

S