В процессе изотермического расширения 1 кг влажного насыщенного пара с начальными параметрами р1 = 2,0 МПа и х1 = 0,85 подводится 510 кДж/кг теплоты. Определить конечное состояние пара, работу расширения и изменение внутренней энергии. Представить процесс

Для решения задачи воспользуемся таблицами термодинамических свойств водяного пара или $is$-диаграммой (диаграммой Молье).

1. Дано

• Масса пара: $m = 1$ кг
• Начальное давление: $p_1 = 2,0$ МПа $= 2000$ кПа
• Начальная степень сухости: $x_1 = 0,85$
• Подведенная теплота: $q = 510$ кДж/кг
• Процесс: изотермический ($T = \text{const}$), следовательно, для влажного пара $p = \text{const}$

2. Решение

Шаг 1: Определение параметров начального состояния (точка 1)

Для давления $p_1 = 2,0$ МПа по таблицам насыщенного пара находим:

• Температура насыщения: $T_s = 212,42 ^\circ\text{C}$ (или $485,57$ К)
• Энтальпия жидкости: $h' = 908,6$ кДж/кг
• Энтальпия пара: $h'' = 2799,5$ кДж/кг
• Удельный объем жидкости: $v' = 0,001177$ м$^3$/кг
• Удельный объем пара: $v'' = 0,09963$ м$^3$/кг
• Энтропия жидкости: $s' = 2,447$ кДж/(кг$\cdot$К)
• Энтропия пара: $s'' = 6,339$ кДж/(кг$\cdot$К)

Находим параметры точки 1:

• Энтальпия: $h_1 = h' + x_1(h'' - h') = 908,6 + 0,85 \cdot (2799,5 - 908,6) = 2515,87$...