1. Рассчитать изотермический процесс. P1 - 8бар, h1-2600 кДЖ/кг, P2 - 0.5 бар, температура 170 градусов цельсия. Определить теплоту, работу, объем Дано: р1=8 бар = 8 ∙ 105 Па h1=2600 кДж/кг = 2600 103 Дж/кг р2 = 0,5 бар = 0,5 ∙ 105 Па t = const Найти: q=? l=? ΔV = ? Решение: По таблице «Термодинамические свойства ∙ воды и водяного пара в состоянии насыщения (по давлению)» [2, с. 26] по значению давления р1 = 8 бар = 8 ∙ 105 Па определим параметры воды и водяного пара в состоянии насыщения: t1 158,83 С , v1 0,0011006 м3/кг, v1 0,31558 м3/кг, h1 670,5 кДж/кг , h1 2756,1 кДж/кг , s1 1,9311 кДж/(кг К) , s1 6,7592 кДж/(кг К) . Так как энтальпия пара в начальном состоянии h1 h1 h1 , то в начальном состоянии пар является влажным. Из выражения для энтальпии влажного пара h1 h1 x1 h1 h1 определим степень сухости влажного пара в начальном состоянии x1 h1 h1 2600 670,5 0,925 . h1 h1 2756,1 670,5 Определим остальные параметры влажного пара в начальном состоянии: удельный объем v1 v1 x1 v1 v1 0,0011006 0,925 0,31558 0,0011006 0,29199 м3/кг; энтропия s1 s1 x1 s1 s1 1,9311 0,925 6,7592 1,9311 6,3971 кДж/(кг ∙ К). Определим внутреннюю энергию пара в начальном состоянии u1 h1 p1v1 2600 103 6 105 0,29199 2424,8 103 Дж/кг 2424,8 кДж/кг . По условию, давление пара в конечном состоянии р2 = 0,5 бар = 0,5 ∙ 105 Па. Так как процесс изотермический, то температура пара в конечном состоянии t 2 t1 158,83 С и пар является перегретым. По таблице «Термодинамические свойства воды и перегретого пара» [2, с.41] по значению давления р2 = 0,5 бар = 0,5 ∙ 105 Па и температуры t 2 158,83 С интерполяцией определим параметры перегретого пара в конечном состоянии. Для этого выпишем из таблицы «Термодинамические свойства воды и перегретого пара» [2, с.41] при давлении р2 = 0,5 бар = 0,5∙105 Па = 50 кПа и температурах t a 150 С и tb 160 С (таблица 1). Таблица 1 Данные для интерполяции параметров пара в конечном состоянии Индекс p = 50 кПа параметров а b t, °С 150 160 v, м3/кг 3,890 3,983 h, кДж/кг 2780,2 2799,7 s, кДж/(кг∙К) 7,9412 7,9867 Рис. 1. Изотермический процесс 1–2 пара в hs-диаграмме Используя формулы линейной интерполяции, таблицы 1 для значения температуры t 2 158,83 С : удельный объем v2 интерполируем данные vb v a 3,983 3,890 t 2 t a va 158,83 150 3,890 3,972 м3/кг; tb t a 160 150 энтальпия h2 hb ha 2799,7 2780,2 t 2 t a ha 158,83 150 2780,2 2797,4 кДж/кг = tb t a 160 150 = 2797,4 ∙ 103 кДж/кг; энтропия s2 sb s a 7,9867 7,9412 t 2 t a s a 158,83 150 7,9412 7,9814 кДж/(кг ∙ К). tb t a 160 150 Вычислим внутреннюю энергию пара в точке 2 u 2 h2 p2 v2 2797,4 103 0,5 105 3,972 2598,8 103 Дж/кг = 2598,8 кДж/кг. Изменение внутренней энергии пара в изотермическом процессе 1–2: u u2 u1 2598,8 2424,8 174,0 кДж/кг . Абсолютная температура пара T1 t1 273,15 158,83 273,15 431,98 К . Теплоту, подведенную к пару в изотермическом процессе 1–2, определим по формуле q T1 s2 s1 431,98 7,9814 6,3971 684,4 кДж/кг . Согласно первому началу термодинамики q u l , откуда работа изменения объема в изотермическом процессе l q u 684,4 174,0 510,4 кДж/кг . Изображение изотермического процесса 1–2 в hs-диаграмме приведено на рис. 1. Ответ: q 684,4 кДж/кг , l 510,4 кДж/кг , u 174,0 кДж/кг .