Смесь, состоящая из m1 килограммов азота и m2 килограммов водорода, имея начальные параметры – давление 5 МПа и температуру 27 °С, расширяется при постоянном давлении до объема V2 = rV1. Затем смесь расширяется в процессе pV^n = const до объема V3 =

6 ноября 2025
Физика

Условие:

Смесь, состоящая из m1 килограммов азота и m2килограммов водорода, имея начальные параметры – давление 5МПа и температуру 27оС, расширяется при постоянном давлении до объема V2 =rV1; затем смесь расширяется в процессе pVn =const до объема V3=dV2.
Определить газовую постоянную смеси, ее начальный объем V1, плотность при нормальных условиях, параметры смеси в состояниях 2 и 3, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии, тепло и работу расширения в процессах 1–2 и 2–3. Показать процессы в pV- и Ts- диаграммах, на которые нанести изотерму и адиабату расширения, проходящие через точку
m1 - 9 кг; m2 - 11; r = V2/V1 - 4 ; n - 1,35; d= V3/V2 - 5,5 Указание. Теплоемкости газов N2 и H2 принять не зависящими от температуры. Их численные значения выбрать из «Справочных таблиц по теплотехнике».
Определить среднюю объемную изобарную теплоемкость смеси для вашего варианта задачи в диапазоне температур t1– t2 с помощью таблицы теплоемкостей.

Решение:

Ниже приводится подробное решение задачи. В данном варианте заданы массы компонентов, коэффициенты объёма и показатель процесса, поэтому воспользуемся следующими данными: ────────────────────────────── 1. Исходные данные и справочные величины • Масса азота: m₁ = 9 кг • Масса водорода: m₂ = 11 кг • Общая масса смеси: m = m₁ + m₂ = 20 кг • Начальное давление: P₁ = 5 МПа = 5×10⁶ Па • Начальная температура: t₁ = 27 °C, что соответствует T₁ ≈ 300 К • Коэффициент увеличения объёма при первом расширении: r = V₂/V₁ = 4 • Показатель процесса второго расширения: n = 1.35 • Отношение объё...