Proces politropowy: 11 ważnych pojęć

Definicja Proces politropowy

„Proces politropowy to proces termodynamiczny, który zachowuje zależność: PVⁿ = C, gdzie p to ciśnienie, V to objętość, n to indeks politropy, a C to stała. Politropowe równanie procesu może opisywać wiele procesów rozszerzania i ściskania, które obejmują przenoszenie ciepła. ”

Równanie politropowe | Politropowe równanie stanu

Proces politropowy można zdefiniować równaniem

$PV^n=C$

wykładnik n nazywany jest indeksem politropy. Zależy to od materiału i waha się od 1.0 do 1.4. Jest to procedura stałego ciepła właściwego, w której ustalane jest pochłanianie ciepła gazu uwzględniane z powodu jednostkowego wzrostu temperatury.

Indeks politropy

Kilka ważnych relacji między ciśnieniem [P], objętością [V] i temperaturą [T] w procesie politropowym dla gazu doskonałego

Równanie politropowe to:

$PV^n=C$

$\\\\P_1V_1^n=P_2V_2^n\\\\ \\\\\\frac{P_2}{P_1}=[\\frac{V_1}{V_2}]^n$

………………………. Relacje między ciśnieniem [P] a objętością [V]

$\\\\PV^n=C\\\\ \\\\PVV^{n-1}=C\\\\ \\\\mRTV^{n-1}=C\\\\ \\\ \TV^{n-1}=C\\\\ \\\\T_1 V_1^{n-1}=T_2 V_2^{n-1}$

$\\frac{T_2}{T_1}=[\\frac{V_1}{V_2}]^{n-1}$

………………………. Relacje między objętością [V] a temperaturą [T]

$\\frac{T_2}{T_1}=[\\frac{P_2}{P_1}]^\\frac{n-1}{n}$

………………………. Relacje między ciśnieniem [P] a temperaturą [T]

Praca politropowa

Równanie gazu doskonałego dla procesu politropy jest podane przez

$\\\\W=\\int_{1}^{2}Pdv\\\\ \\\\W=\\int_{1}^{2}\\frac{C}{V^n}dv\\\\ \\\\W=C[\\frac{V^{-n+1}}{-n+1}]^2_1\\\\ \\\\W=\\frac{P_1V_1V_1^{-n+1}-P_2V_2V_2^{-n+1}}{n-1}\\\\ \\\\W=\\frac{P_1V_1-P_2V_2}{n-1}$

Polytropic Heat Transfer

Według 1^st prawo termodynamiki,

dQ = dU + W.

$\\\\dQ=mC_v [T_2-T_1 ]+\\frac{P_1 V_1-P_2 V_2}{n-1}\\\\ \\\\dQ=\\frac{mR}{\\gamma -1 } [T_2-T_1 ]+\\frac{P_1 V_1-P_2 V_2}{n-1}\\\\ \\\\dQ=\\frac{P_1 V_1-P_2 V_2}{\\gamma-1}+ \\frac{P_1 V_1-P_2 V_2}{n-1}\\\\ \\\\dQ=P_1 V_1 [\\frac{1}{n-1}-\\frac{1}{\\gamma -1}]-P_2 V_2 [\\frac{1}{n-1}-\\frac{1}{\\gamma-1}]\\\\ \\\\dQ=\\frac{\\ gamma -n}{\\gamma -1}\\frac{P_1 V_1-P_2 V_2}{n-1}\\\\ \\\\dQ=\\frac{\\gamma -n}{\\gamma -1}W_{poli}$

Proces politropowy a proces izentropowy

Proces politropowy to proces termodynamiczny, który przebiega zgodnie z równaniem

PVⁿ = C

Proces ten bierze pod uwagę straty spowodowane tarciem i współczynnik nieodwracalności procesu. Jest to rzeczywisty proces, po którym następuje gaz w określonych warunkach.

Proces izentropowy, znany również jako odwracalny proces adiabatyczny, jest idealnym procesem, w którym nie ma transferu energii ani wymiany ciepła przez granice systemu. W tym procesie zakłada się, że system ma izolowaną granicę. Ponieważ wymiana ciepła wynosi zero. d Q = 0

Zgodnie z pierwszym prawem termodynamika,

$\\Delta U=-W=\\int Pdv$

Proces politropowy a proces adiabatyczny

Proces politropowy to proces termodynamiczny, który przebiega zgodnie z równaniem

PVⁿ = C

Proces ten bierze pod uwagę straty spowodowane tarciem i współczynnik nieodwracalności procesu. Jest to rzeczywisty proces, po którym następuje gaz w określonych warunkach.

Proces adiabatyczny jest szczególnym i specyficznym stanem procesu politropowego, w którym.

Podobnie jak w przypadku procesu izentropowego, również w tym procesie nie ma transferu energii ani wymiany ciepła przez granice systemu. W tym procesie zakłada się, że system ma izolowaną granicę.

Wydajność politropowa

„Wydajność politropowa dobrze zdefiniowana jako stosunek idealnej pracy sprężania przy zmianie ciśnienia różnicowego w sprężarce wielostopniowej do rzeczywistej pracy sprężania przy zmianie ciśnienia różnicowego w sprężarce wielostopniowej”.

Mówiąc prościej, jest to izentropowa wydajność procesu dla nieskończenie małego stopnia w wielostopniowej sprężarce.

$\\eta_p=\\frac{\\frac{\\gamma-1}{\\gamma}ln\\frac{P_d }{P_s}}{ln\\frac{T_d }{T_s}}$

Gdzie γ = indeks adiabatyczny

P_d = Ciśnienie tłoczenia

P_s = Ciśnienie ssania

T_d = Temperatura dostawy

Ts = Temperatura ssania

Głowica politropowa

Głowicę politropową można zdefiniować jako wysokość ciśnienia opracowaną przez sprężarkę odśrodkową, gdy gaz lub powietrze są sprężane politropowo. Wielkość wytworzonego ciśnienia zależy od gęstości sprężanego gazu, która zmienia się wraz ze zmianami gęstości gazu.

$H_p=53.3*z_{avg}*\\frac{T_s}{S}(\\frac{\\gamma \\eta _p}{\\gamma -1})[(\\frac{P_d}{P_s} )^\\frac{\\gamma -1}{\\gamma \\eta _p}-1]$

Gdzie,

γ = indeks adiabatyczny

z_Średnia = Średni współczynnik ściśliwości

η = sprawność politropy

P_d = Ciśnienie tłoczenia

P_s = Ciśnienie ssania

S = ciężar właściwy gazu

T_s = Temperatura ssania

Proces politropowy dla powietrza | Proces politropowy dla gazu doskonałego

Zakłada się, że powietrze jest gazem idealnym, a zatem prawa gazu doskonałego mają zastosowanie do powietrza.

Zobacz też Jak obliczyć masowe natężenie przepływu: na podstawie kilku jednostek, przykłady problemów

Równanie politropowe to:

$PV^n=C$

$\\\\P_1V_1^n=P_2V_2^n\\\\ \\\\\\frac{P_2}{P_1}=[\\frac{V_1}{V_2}]^n$

………………………. Relacje między ciśnieniem [P] a objętością [V]

$\\\\PV^n=C\\\\ \\\\PVV^{n-1}=C\\\\ \\\\mRTV^{n-1}=C\\\\ \\\ \TV^{n-1}=C\\\\ \\\\T_1 V_1^{n-1}=T_2 V_2^{n-1}$

$\\frac{T_2}{T_1}=[\\frac{V_1}{V_2}]^{n-1}$

………………………. Relacje między objętością [V] a temperaturą [T]

$\\frac{T_2}{T_1}=[\\frac{P_2}{P_1}]^\\frac{n-1}{n}$

………………………. Relacje między ciśnieniem [P] a temperaturą [T]

Przykłady procesów politropowych

1. Rozważmy proces politropowy o indeksie politropy n = (1.1, XNUMX). Warunki początkowe to: P.₁ = 0, V₁ = 0 i kończy się na P₂= 600 kPa, V₂ = 0.01 m³. Oceń wykonaną pracę i transfer ciepła.

Odpowiedź: Praca wykonana w procesie politropowym jest dana wzorem

$\\\\W=\\frac{P_1V_1-P_2V_2}{n-1}$

$\\\\W=\\frac{0-600*1000*0.01}{1.1-1}=60kJ$

Transfer ciepła jest podany przez

$dQ=\\frac{\\gamma -n}{\\gamma -1}W_{poly}$

$\\\\dQ=\\frac{1.4 -1.1}{1.4 -1}*60=45\\;kJ$

2. Cylinder tłokowy zawiera tlen o ciśnieniu 200 kPa i objętości 0.1 m³ i w 200 ° C. Masę dodaje się w taki sposób, aby gaz kompresował się z PV^1.2 = stała do temperatury końcowej 400 ° C. Oblicz wykonaną pracę.

Odp: Wykonana praca politropowa jest podana przez

$\\\\W=\\frac{P_1V_1-P_2V_2}{n-1}\\\\W=\\frac{mR[T_2-T_1]}{n-1}$

$\\\\\\frac{P_1V_1}{T_1} =mR \\\\mR=\\frac{200*10^3*0.1}{200}\\\\ \\\\mR=100 J/( kg.K) \\\\ \\\\W=\\frac{100*[400-200]}{1.22-1}\\\\ \\\\W=90.909 kJ$

3. Rozważmy argon pod ciśnieniem 600 kPa, 30 ° C jest sprężany do 90 ° C w procesie politropu przy n = 1.33. Znajdź pracę wykonaną na gazie.

Odp: Wykonana praca politropowa jest podana przez

$\\\\W=\\frac{P_1V_1-P_2V_2}{n-1}\\\\W=\\frac{mR[T_2-T_1]}{n-1}$

dla argonu w 30 ° C wynosi 208.1 J / kg. K.

Przyjmując m = 1 kg

praca jest wykonana

$W=\\frac{1*208.1[90-30]}{1.33-1}\\\\ \\\\W=37.836\\;kJ$

4. Załóżmy, że masa 10 kg ksenonu jest przechowywana w cylindrze w temperaturze 500 K, 2 MPa, ekspansja jest procesem Polytropic (n = 1.28) przy końcowym ciśnieniu 100 kPa. Oblicz wykonaną pracę. Rozważmy, że system ma stałe ciepło właściwe.

Odp: Wykonana praca politropowa jest podana przez

$\\\\W=\\frac{P_1V_1-P_2V_2}{n-1}\\\\W=\\frac{mR[T_2-T_1]}{n-1}$

Wiemy to,

$\\frac{T_2}{T_1}=[\\frac{P_2}{P_1}]^\\frac{n-1}{n}$

$\\\\\\frac{T_2}{500}=[\\frac{100}{2000}]^\\frac{1.28-1}{1.28} \\\\\\\\T_2=259.63\\;K$

dla ksenonu w 30 ° C wynosi 63.33 J / kg. K.

Przyjmując m = 10 kg

praca jest wykonana

$\\\\W=\\frac{10*63.33*[259.63-500]}{1.28-1}\\\\ \\\\W=-543.66\\;kJ$

5. Weź pod uwagę cylinder-tłok o początkowej objętości 0.3 zawierający 5 kg metanu pod ciśnieniem 200 kPa. Gaz jest sprężany politropowo (n = 1.32) do ciśnienia 1 MPa i objętości 0.005. Oblicz przenikanie ciepła podczas procesu.

Odp.: politropowy Heat transfer jest dany przez

$dQ=\\frac{\\gamma -n}{\\gamma -1}\\frac{P_1V_1-P_2V_2}{n-1}$

$\\\\dQ=\\frac{1.4-1.32}{1.4 -1}\\frac{100*1000*0.3-10^6*0.005}{1.32-1} \\\\\\\\dQ=15.625\\;kJ$

6. Weź pod uwagę cylinder-tłok zawierający 1 kg metanu pod ciśnieniem 500 kPa, 20 ° C. Gaz jest sprężany politropowo do ciśnienia 800 kPa. Oblicz przenoszenie ciepła z wykładnikiem n = 1.15.

Odp: Polytropic Heat Transfer jest podany przez

$dQ=\\frac{\\gamma -n}{\\gamma -1}\\frac{P_1V_1-P_2V_2}{n-1}$

$dQ=\\frac{\\gamma -n}{\\gamma -1}\\frac{mR[T_2-T_1]}{n-1}$

Wiemy, że R dla metanu = 518.2 J / kg. K.

$\\frac{T_2}{T_1}=[\\frac{P_2}{P_1}]^\\frac{n-1}{n}$

$\\\\\\frac{T_2}{20+273}=[\\frac{800}{500}]^\\frac{1.15-1}{1.15}\\\\\\\\T_2=311.52\\;K$

$\\\\dQ=\\frac{1.4 -1.15}{1.4 -1}\\frac{1*518.2*[311.52-293]}{1.15-1}\\\\\\\\dQ=39.997\\;kJ$

7. 1 kg helu jest przechowywany w układzie tłok - cylinder w temperaturze 303 K, 200 kPa jest sprężany do 400 K w odwracalnym procesie politropowym z wykładnikiem n = 1.24. Hel jest gazem o idealnej charakterystyce, więc ciepło właściwe zostanie ustalone. Znajdź pracę i Transfer ciepła.

Odp: Wykonana praca politropowa jest podana przez

$\\\\W=\\frac{P_1V_1-P_2V_2}{n-1}\\\\W=\\frac{mR[T_2-T_1]}{n-1}$

R dla helu wynosi 2077.1 J / kg

$\\\\W=\\frac{2077.1*[400-303]}{1.24-1}=839.494\\;kJ$

Polytropic Heat Transfer jest podany przez

$dQ=\\frac{\\gamma -n}{\\gamma -1}W_{poly}$

$dQ=\\frac{1.4 -1.24}{1.4 -1}*839.494=335.7976\\;kJ$

8. Przyjmij powietrze zmagazynowane w cylindrze o objętości 0.3 litra przy 3 MPa, 2000K. Powietrze rozszerza się w wyniku odwracalnego procesu politropowego z wykładnikiem, n = 1.7, w tym przypadku stosunek objętości wynosi 8: 1. Obliczyć pracę politropową dla procesu i porównać ją z pracą adiabatyczną, jeśli proces ekspansji następuje po odwracalnej ekspansji adiabatycznej.

Odp: Otrzymujemy

$\\\\V_1=0.3 \\;liters=0.3*10^{-3} m^3\\\\ \\\\V_2/V_1 =8\\\\ \\\\V_2=8*0.3*10^{-3}=2.4*10^{-3} m^3$

Relacje między ciśnieniem [P] a objętością [V]

$\\\\P_1V_1^n=P_2V_2^n\\\\ \\\\\\frac{P_2}{P_1}=[\\frac{V_1}{V_2}]^n$

$\\\\\\frac{P_2}{3}=[\\frac{0.3}{2.4}]^{1.7}\\\\\\\\P_2=0.0874\\;MPa$

Wykonywana praca politropowa jest podana przez

$\\\\W=\\frac{P_1V_1-P_2V_2}{n-1}$

$\\\\W=\\frac{3*10^6*0.3*10^{-3}-0.0874*10^6*2.4*10^{-3}}{1.7-1}=986.057\\;kJ$

Wykonywana praca adiabatyczna jest podana przez

$\\\\W=\\frac{P_1V_1-P_2V_2}{\\gamma-1}$

$\\\\W=\\frac{3*10^6*0.3*10^{-3}-0.0874*10^6*2.4*10^{-3}}{1.4-1}=1725.6\\;kJ$

W przypadku procesu ekspansji Praca wykonana poprzez odwracalny proces adiabatyczny jest większa niż Praca wykonana przez odwracalny proces Politropy.

Zobacz też Główny przykład stresu: przykłady i problemy

9. Zamknięty pojemnik zawiera 200 litrów gazu o temperaturze 35 ° C, 120 kPa. Gaz jest sprężany w politropowym procesie, aż osiągnie 200 ° C, 800 kPa. Znajdź pracę politropową wykonaną przez powietrze dla n = 1.29.

Odp: Relacje między ciśnieniem [P] a objętością [V]

$\\\\P_1V_1^n=P_2V_2^n\\\\ \\\\\\frac{P_2}{P_1}=[\\frac{V_1}{V_2}]^n$

$\\\\\\frac{800}{120}=[\\frac{200}{V_2}]^{1.29} \\\\\\\\V_2=45.95\\;L$

Wykonywana praca politropowa jest podana przez

$\\\\W=\\frac{P_1V_1-P_2V_2}{n-1}$

$\\\\W=\\frac{120*1000*200*10^{-3}-800*1000*45.95*10^{-3}}{1.29-1}=-44\\;kJ$

10. Masa 12 kg metanu w 150 ° C, 700 kPa, ulega ekspansji politropowej przy n = 1.1, do temperatury końcowej 30 ° C. Znajdź transfer ciepła?

Odp: Wiemy, że R dla metanu = 518.2 J / kg. K.

Polytropic Heat Transfer jest podany przez

$dQ=\\frac{\\gamma -n}{\\gamma -1}\\frac{P_1V_1-P_2V_2}{n-1}$

$dQ=\\frac{\\gamma -n}{\\gamma -1}\\frac{mR[T_2-T_1]}{n-1}$

$dQ=\\frac{1.4-1.1}{1.4 -1}\\frac{12*518.2*[30-150]}{1.1-1}=-5.596\\;MJ$

11. Zespół cylinder-tłok zawiera R-134a w temperaturze 10 ° C; objętość wynosi 5 litrów. Chłodziwo jest sprężane do 100 ° C, 3 MPa W wyniku odwracalnego procesu politropowego. obliczyć wykonaną pracę i transfer ciepła?

Odp: Wiemy, że R dla R-134a = 81.49 J / kg. K.

Wykonywana praca politropowa jest podana przez

$W=\\frac{mR[T_2-T_1]}{n-1}$

$W=\\frac{1*81.49*[100-10]}{1.33-1}=22.224\\;kJ$

Polytropic Heat Transfer jest podany przez

$dQ=\\frac{\\gamma -n}{\\gamma -1}*W$

$dQ=\\frac{1.4 -1.33}{1.4 -1}*22.224=3.8892\\;kJ$

12. Czy proces politropowy ma charakter izotermiczny?

Odp: Kiedy n staje się 1 dla procesu politropowego: przy założeniu idealnego prawa gazu PV = C reprezentuje stałą temperaturę lub proces izotermiczny.

13. Czy politropowy proces jest odwracalny?

Odp: procesy politropowe są wewnętrznie odwracalne. Oto kilka przykładów:

n = 0: P = C: Reprezentuje proces izobaryczny lub proces stałego ciśnienia.

n = 1: PV = C: Zgodnie z założeniem idealnego prawa gazowego PV^γ = C reprezentuje stałą temperaturę lub Proces izotermiczny.

n = γ: Przy założeniu prawa gazu doskonałego reprezentuje entropię stałą lub proces izentropowy lub odwracalny proces adiabatyczny.

n = nieskończoność: Reprezentuje proces izochoryczny lub proces o stałej objętości.

14. Czy adiabatyczny proces politropowy?

Odp: kiedy n = γ: Przy założeniu prawa gazu doskonałego PV^γ = C, reprezentuje stałą entropię lub proces izentropowy lub odwracalny proces adiabatyczny.

14. Co to jest wydajność Polytropic?

Ans: Wydajność politropową można zdefiniować jako stosunek idealnej pracy sprężania do rzeczywistej pracy sprężania dla zmiany ciśnienia różnicowego w sprężarce wielostopniowej. Mówiąc prościej, jest to izentropowa wydajność procesu dla nieskończenie małego stopnia w wielostopniowej sprężarce.

Mówiąc prościej, jest to izentropowa wydajność procesu dla nieskończenie małego stopnia w wielostopniowej sprężarce.

$\\eta_p=\\frac{\\frac{\\gamma-1}{\\gamma}ln\\frac{P_d }{P_s}}{ln\\frac{T_d }{T_s}}$

Gdzie γ = indeks adiabatyczny

P_d = Ciśnienie tłoczenia

P_s = Ciśnienie ssania

T_d = Temperatura dostawy

T_s = Temperatura ssania

15. Co to jest Gamma w procesie polytropic?

Odp: W procesie Polytropic, kiedy n = γ: Przy założeniu prawa gazu doskonałego PV^γ = C, reprezentuje stałą entropię lub proces izentropowy lub odwracalny proces adiabatyczny.

16. co jest n w procesie politropy?

Odp: Proces politropy można zdefiniować równaniem,

PVⁿ = C

wykładnik n nazywany jest indeksem politropy. Zależy to od materiału i waha się od 1.0 do 1.4. Nazywa się to również procesem stałego ciepła właściwego, w którym ciepło pochłaniane przez gaz w wyniku jednostkowego wzrostu temperatury jest stałe.

17. Jakie wnioski można wyciągnąć z procesu politropowego przy n = 1?

Odp: kiedy n = 1: PVⁿ = C : Przy założeniu idealnego prawa gazu staje się PV = C reprezentuje stałą temperaturę lub proces izotermiczny.

18. Co to jest proces nie politropowy?

Odp: Proces politropy można zdefiniować równaniem PVⁿ = C, wykładnik n nazywany jest indeksem politropy. Kiedy,

n <0: Ujemny indeks politropy oznacza proces, w którym praca i wymiana ciepła zachodzą jednocześnie przez granice systemu. Jednak taki spontaniczny proces narusza Drugą zasadę termodynamiki. Te specjalne przypadki są używane w oddziaływaniach termicznych w astrofizyce i energii chemicznej.
n = 0: P = C: Reprezentuje proces izobaryczny lub proces stałego ciśnienia.
n = 1: PV = C: Przy założeniu idealnego prawa gazu PV = C reprezentuje stałą temperaturę lub proces izotermiczny.
1 <n <γ: Przy założeniu idealnego prawa gazu, w tych procesach ciepło i przepływ roboczy poruszają się w przeciwnym kierunku (K> 0) Podobnie jak w cyklach sprężania pary, ciepło tracone do gorącego otoczenia.
n = γ: Przy założeniu prawa gazu doskonałego PV^γ = C reprezentuje stałą entropię lub proces izentropowy lub odwracalny proces adiabatyczny.
γn <Nieskończoność: W tym procesie zakłada się, że ciepło i przepływ pracy poruszają się w tym samym kierunku, co w silniku spalinowym, gdy pewna ilość wytworzonego ciepła jest tracona na ścianki cylindra itp.
n = nieskończoność: Reprezentuje proces izochoryczny lub proces o stałej objętości

Zobacz też Nieskończony opór kontra zerowy opór: szczegółowe informacje

19. Dlaczego przenikanie ciepła jest ujemne w procesie politropy?

Odp: Polytropic Heat Transfer jest podany przez

$Q=\\frac{\\gamma -n}{\\gamma -1}*W_{poly}$

Kiedy γ n <Nieskończoność : W tym procesie zakłada się, że ciepło i przepływ pracy poruszają się w tym samym kierunku. Zmiana temperatury wynika raczej ze zmiany energii wewnętrznej niż dostarczanego ciepła. Tak więc, chociaż ciepło jest dodawane w ekspansji politropowej, temperatura gazu spada.

20. Dlaczego temperatura spada po dodaniu ciepła w procesie politropu?

Odp: Polytropic Heat Transfer jest podany przez

$Q=\\frac{\\gamma -n}{\\gamma -1}*W_{poly}$

W przypadku warunku: 1 <n <γ: Przy założeniu prawa gazu doskonałego, w tych procesach ciepło i przepływ roboczy poruszają się w przeciwnym kierunku (K> 0) Podobnie jak w cyklach sprężania pary, ciepło tracone do gorącego otoczenia. Zmiana temperatury wynika raczej ze zmiany energii wewnętrznej niż dostarczanego ciepła. Wytworzona praca przekracza ilość dostarczonego lub dodanego ciepła. Tak więc, chociaż ciepło jest dodawane w ekspansji politropowej, temperatura gazu spada.

21. W politropowym procesie, w którym PVⁿ = stała, czy również temperatura jest stała?

Odp: W politropowym procesie, w którym PVⁿ = stała, temperatura pozostaje stała tylko wtedy, gdy współczynnik politropy n = 1. Dla n = 1: PV = C: Przy założeniu idealnego prawa gazu PV = C reprezentuje stałą temperaturę lub proces izotermiczny.

Aby dowiedzieć się więcej o Simply Supported Beam (kliknij tutaj)i belka wspornikowa (Kliknij tutaj )

Hakimuddin Bawangaonwala

Nazywam się Hakimuddin Bawangaonwala, inżynier projektu mechanicznego ze specjalistyczną wiedzą w zakresie projektowania i rozwoju mechanicznego. Ukończyłem studia magisterskie na kierunku inżynieria projektowa i posiadam 2.5-letnie doświadczenie badawcze. Do chwili obecnej opublikowano dwa artykuły badawcze na temat toczenia na twardo i analizy elementów skończonych urządzeń do obróbki cieplnej. Mój obszar zainteresowań to projektowanie maszyn, wytrzymałość materiału, przenikanie ciepła, inżynieria cieplna itp. Biegła obsługa oprogramowania CATIA i ANSYS dla CAD i CAE. Oprócz badań.

Definicja Proces politropowy

Równanie politropowe | Politropowe równanie stanu

Indeks politropy

Kilka ważnych relacji między ciśnieniem [P], objętością [V] i temperaturą [T] w procesie politropowym dla gazu doskonałego

Praca politropowa

Polytropic Heat Transfer

Proces politropowy a proces izentropowy

Proces politropowy a proces adiabatyczny

Wydajność politropowa

Głowica politropowa

Proces politropowy dla powietrza | Proces politropowy dla gazu doskonałego

Przykłady procesów politropowych

1. Rozważmy proces politropowy o indeksie politropy n = (1.1, XNUMX). Warunki początkowe to: P.1 = 0, V1 = 0 i kończy się na P2= 600 kPa, V2 = 0.01 m3. Oceń wykonaną pracę i transfer ciepła.

2. Cylinder tłokowy zawiera tlen o ciśnieniu 200 kPa i objętości 0.1 m3 i w 200 ° C. Masę dodaje się w taki sposób, aby gaz kompresował się z PV1.2 = stała do temperatury końcowej 400 ° C. Oblicz wykonaną pracę.

3. Rozważmy argon pod ciśnieniem 600 kPa, 30 ° C jest sprężany do 90 ° C w procesie politropu przy n = 1.33. Znajdź pracę wykonaną na gazie.

4. Załóżmy, że masa 10 kg ksenonu jest przechowywana w cylindrze w temperaturze 500 K, 2 MPa, ekspansja jest procesem Polytropic (n = 1.28) przy końcowym ciśnieniu 100 kPa. Oblicz wykonaną pracę. Rozważmy, że system ma stałe ciepło właściwe.

5. Weź pod uwagę cylinder-tłok o początkowej objętości 0.3 zawierający 5 kg metanu pod ciśnieniem 200 kPa. Gaz jest sprężany politropowo (n = 1.32) do ciśnienia 1 MPa i objętości 0.005. Oblicz przenikanie ciepła podczas procesu.

6. Weź pod uwagę cylinder-tłok zawierający 1 kg metanu pod ciśnieniem 500 kPa, 20 ° C. Gaz jest sprężany politropowo do ciśnienia 800 kPa. Oblicz przenoszenie ciepła z wykładnikiem n = 1.15.

7. 1 kg helu jest przechowywany w układzie tłok - cylinder w temperaturze 303 K, 200 kPa jest sprężany do 400 K w odwracalnym procesie politropowym z wykładnikiem n = 1.24. Hel jest gazem o idealnej charakterystyce, więc ciepło właściwe zostanie ustalone. Znajdź pracę i Transfer ciepła.

9. Zamknięty pojemnik zawiera 200 litrów gazu o temperaturze 35 ° C, 120 kPa. Gaz jest sprężany w politropowym procesie, aż osiągnie 200 ° C, 800 kPa. Znajdź pracę politropową wykonaną przez powietrze dla n = 1.29.

10. Masa 12 kg metanu w 150 ° C, 700 kPa, ulega ekspansji politropowej przy n = 1.1, do temperatury końcowej 30 ° C. Znajdź transfer ciepła?

11. Zespół cylinder-tłok zawiera R-134a w temperaturze 10 ° C; objętość wynosi 5 litrów. Chłodziwo jest sprężane do 100 ° C, 3 MPa W wyniku odwracalnego procesu politropowego. obliczyć wykonaną pracę i transfer ciepła?

12. Czy proces politropowy ma charakter izotermiczny?

13. Czy politropowy proces jest odwracalny?

14. Czy adiabatyczny proces politropowy?

14. Co to jest wydajność Polytropic?

15. Co to jest Gamma w procesie polytropic?

16. co jest n w procesie politropy?

17. Jakie wnioski można wyciągnąć z procesu politropowego przy n = 1?

18. Co to jest proces nie politropowy?

19. Dlaczego przenikanie ciepła jest ujemne w procesie politropy?

20. Dlaczego temperatura spada po dodaniu ciepła w procesie politropu?

21. W politropowym procesie, w którym PVn = stała, czy również temperatura jest stała?

1. Rozważmy proces politropowy o indeksie politropy n = (1.1, XNUMX). Warunki początkowe to: P.₁ = 0, V₁ = 0 i kończy się na P₂= 600 kPa, V₂ = 0.01 m³. Oceń wykonaną pracę i transfer ciepła.

2. Cylinder tłokowy zawiera tlen o ciśnieniu 200 kPa i objętości 0.1 m³ i w 200 ° C. Masę dodaje się w taki sposób, aby gaz kompresował się z PV^1.2 = stała do temperatury końcowej 400 ° C. Oblicz wykonaną pracę.

21. W politropowym procesie, w którym PVⁿ = stała, czy również temperatura jest stała?