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克拉珀龙方程求解已知容器容量为5立方,容器内有压力0.3Mpa,温度为-30度的空气,假如需要把容器内的压力提高到0.6

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/04/28 21:45:16
克拉珀龙方程求解
已知容器容量为5立方,容器内有压力0.3Mpa,温度为-30度的空气,假如需要把容器内的压力提高到0.6Mpa.
求:1.需要多少方常压常温的空气.
2.需要多少方,压力0.8Mpa,温度-15度的空气.
没有人知道吗
你也没说你那5立方的容器是绝热的还是恒温的,条件不足啊!
再问: 容器是高真空缠绕绝热的
再答: 已知条件符号化正规化:V=5m^3,P0=0.3MPa,T0=-30℃=243K,P=0.6MPa(对应的温度设为T),P'=0.1MPa,T'=300K,P"=0.8MPa,T"=-15℃=258K。 设:开始容器内空气的量为N0(mol),终了容器内空气的量为N(mol)…… ……外界功的计算不做理想化的处理就会涉及非平衡态非准静态的问题,那个我是不会的……最终的结果与做功的细节有关,下面的做功方式可能是最容易计算的,但却不大可能是实际的操作方式: 1) ①容器内的初始状态:P0*V=N0*R*T0,由此可得,N0=(0.3M*5)/(8.3*243)=744(mol); ②所需加入的气体的初始状态:P'V'=(N-N0)RT',由此可得,N-N0=(0.1M*V')/(8.3*300)=40.2V'; ③上述两容器绝热等容连通,充分混合后的状态:P1*(V+V')=N*R*T1,N0(T1-T0)=(N-N0)(T'-T1),由此可得,V'=(N0*R*T1-V*P1)/(P1-P'*T1/T')=(6175*T1-5*P1)/(P1-334*T1),P1=N0*P'*(1-T0/T')*T1/[(N0-V*P'/R/T')*T1+(V*P'/R-N0*T0)]=1.41*10^7*T1/(543*T1-1.2*10^5); ④绝热压缩至原容器内后的状态:P1*(V+V')^γ=P*V^γ,PV=NRT,大部分都是双原子分子的空气的γ=(7/2)/(5/2)=1.4,由第一式及上面已得结果可得,[(13.5*T1-2990)/(299-T1)]^1.4=198-43800/T1,数值求解可得,T1=255K,代入上面诸式依次可得,P1=1.93*10^5Pa,V'=5.62m^3(所要求者),N=970mol,T=373K。 2) ①容器内的初始状态:P0*V=N0*R*T0,由此可得,N0=744(mol); ②所需加入的气体的初始状态:P"V"=(N-N0)RT",由此可得,N-N0=(0.8M*V")/(8.3*258)=374V"; ③上述两容器绝热等容连通,充分混合后的状态:P1*(V+V")=N*R*T1,N0(T1-T0)=(N-N0)(T"-T1),由此可得,V"=(N0*R*T1-V*P1)/(P1-P"*T1/T")=(6175*T1-5*P1)/(P1-3101*T1),P1=N0*P"*(1-T0/T")*T1/[(N0-V*P"/R/T")*T1+(V*P"/R-N0*T0)]=3.46*10^7*T1/(3.01*10^5-1124*T1); ④绝热压缩至原容器内后的状态:P1*(V+V")^γ=P*V^γ,PV=NRT,空气的γ=1.4,由第一式及上面已得结果可得,[(3.01*T1-804)/(T1-258)]^1.4=49700/T1-185,数值求解可得,T1=250K,代入上面诸式依次可得,P1=4.33*10^5Pa,V"=1.81m^3(所要求者),N=1420mol,T=255K。