Имеется машина (двигатель),в качестве рабочего тела используется идеальный газ. В цикле три процесса: (1-2) — T=const, (2-3) — P=const; (3-1) —
S=const. Постройте качественно цикл (v-p) и (s-T) координатах. Определить термический КПД цикла. T1=T2=800 К, T3=300 К.
Указания: Какой газ неизвестно, КПД в данной задаче от вида газа не зависит
Другие предметыКолледжТермодинамика тепловых цикловтеория тепломассообменаИдеальный газтермический КПДциклы в термодинамикепроцессы T=constпроцессы P=constпроцессы S=constv-p координатыs-T координатыколледжтермодинамикарасчет КПДучебные материалыинженерные специальноститермодинамические циклы
Для решения данной задачи мы сначала построим качественные графики процесса в координатах (v-p) и (s-T),а затем рассчитаем термический КПД цикла. Давайте рассмотрим каждый шаг по порядку.
Шаг 1: Построение циклов в координатах (v-p) и (s-T)У нас есть три процесса, которые происходят в цикле:
Теперь мы можем построить графики:
График в координатах (v-p):На графике (v-p) у нас будет следующее:
На графике (s-T) у нас будет следующее:
Термический КПД цикла можно рассчитать по формуле:
η = (Qin - Qout) / Qin
Где:
Для идеального газа можно использовать формулы для расчета теплоты:
Где C_P и C_V - теплоемкости при постоянном давлении и объеме соответственно.
Поскольку в данной задаче не указывается вид газа, мы можем использовать соотношение:
С учетом этого, термический КПД можно выразить через температуры:
η = (T1 - T3) / T1
Подставим известные значения:
η = (800 K - 300 K) / 800 K = 500 K / 800 K = 0.625
Таким образом, термический КПД цикла составляет 0.625 или 62.5%.
В заключение, мы построили графики процессов и рассчитали термический КПД. Этот КПД не зависит от вида газа, так как мы использовали универсальные свойства идеального газа.