Пример 1.5. Используя данные таблицы в примере 1.4, определить среднюю массовую удельную теплоёмкость кислорода для диапазона температур от 25 до 100°С.

Для диапазона температур от О до 25°С средняя массовая удельная теплоёмкость

С;, = 0,9164кДж/(кгК).

Для диапазона температур от О до 100°С

c, = 0,9230 кДжДкг-К).

По формуле (1.7) будем иметь

РогЬС 100-25

Энтальпия Н относится к экстенсивным параметрам, так как её величина пропорциональна массе.

Удельная энтальпия h, то есть энтальпия, отнесённая к 1 кг массы, представляет собой сложную функцию вида h = Дм, р, v), где и - удельная внутренняя энергия газа.

Поскольку входящие в выражение удельной энтальпии величины и,риу являются параметрами состояния, то и сама удельная энтальпия будет также параметром состояния.

В термодинамике не требуется знание абсолютного значения энтальпии, поэтому её отсчитывают от некоторого условного нуля.

Для идеального газа принято считать энтальпию равной нулю при температуре to - 0°С.

Приращение энтальпии для любого процесса изменения состояния идеального газа в пределах одной фазы (газообразной, жидкой или твердой) определяется формулой

Если считать ht-i = О, то энтальпия газа при температуре t

hcpt. (1.8)

Пример

Пример 1.6. Определить удельную энтальпию кислорода О 2 при температурах 25, 50 и 100°С. Данные по средним массовым удельным теплоёмко-стям с п взять из примера 1.4.

2 Зак. 3799 j-y

Энтропия S - однозначная функция состояния газа, являющаяся экстенсивным параметром состояния термодинамической системы.

Под удельной энтропией s понимают энтропию, отнесённую к 1 кг массы газа.

Для идеальных газов условно принято считать удельную энтропию равной нулю при нормальных физических условиях. В этом случае энтропия идеального газа может быть найдена из следующих выражений:

= Cvln- + i?ln; (1.9)

273,15 vo

s = cJn--i?ln--; (1.10)

273,15 101325

V - p

5 = Cnln-+ Cvln---. (Ill)

Vq " 101325

Пример

Пример 1.7. Определить удельную энтропию кислорода при нормальном атмосферном давлении (/? = 101,325 кПа) и температуре 50 и 100°С. Средние значения удельной теплоёмкости взять из примера 1.4:

50°С 100°С

Рог 1с = 2 */( ) " Рог 1с 230 */( • К)

Для расчёта используем формулу (1.10). Так как давление постоянно, то второй член равен нулю.

Тогда 5 = с In- и, следовательно,

Р2 273,15

при г = 50°С

5 = 0,9182 • In = 0,1543 кДж/(кг • К);

273,15

приг= 100°С

S = 0,9230- In= 0,2879 кДж/(кг • К).

273,15

Согласно формуле (1.8),

0,9164 • 25 = 22,91 кДж/кг при t = 25° С; 0,9182-50 = 45,91 кДж/кг при f = 50°C; 0,9230-100 = 92,30 кДж/кг при Г = 100° С.

Не***************!)!*** -/.2. Идеальный газ. Примеры ********************

Эксергия Е - это свойство термодинамической системы или потока энергии, определяемое количеством работы, которое может бьггь получено внешним приёмником энергии при обратимом их взаимодействии с окружающей средой до установления полного равновесия.

Под удельной эксергией в понимают эксергию, отнесённую к 1 кг массы газа.

Для произвольного начального состояния газа с параметрами р и Гили h = h{p,T) и 5 = s{p,T) функция

= (-о.с)-о.с(-о.с) (1-12)

называется эксергией потока. Эта функция определяется параметрами состояния газа {р, Т или h, s) и параметрами окружающей cq-Ды(;?о.с о.с или h, 5о J.

Для заданного состояния газа значение эксергии равно максимальной полезной работе, которую способен совершить газ, переходя обратимым путём на «нулевой уровень» (окружающая среда с параметрами р, Т).

Пример

Пример 1.8. Определить удельную эксергию кислорода, находящегося

в воздухе помещения, при нормальном атмосферном давлении и t = 50°С, ес-

{

ли температура окружающего воздуха t=0°Q, при сп

= 0,9182 кДжДкг-к)).

Для определения эксергии воспользуемся формулами (1.8), (1.10) и (1.12). Учитывая, что энтальпия Л и энтропия s при t = 0°С и /iq = 101 325 Па равны нулю, а давление постоянно, будем иметь

= срр - -Го-с-ср- = 0,9182.50-273,15.0,91821п =

= 3,751кДж/кг.