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有一个容积为0.5m3的刚性真空容器由于不小心将阀门碰开使300K的环境空气流入容器当

2022-08-12 04:42:52 问答库阅读 194 次

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有一个容积为0.5m³的刚性真空容器，由于不小心将阀门碰开，使300K的环境空气流入容器，当关闭阀门时压力已达p₂=0.8p₀=80kPa，试确定容器中空气的温度及质量，过程中的熵产和损。

参考答案

根据能量方程 ΔE=(ΔE)_Q+(ΔE)_W+(ΔE)_M
按题意有(ΔE)_Q=0，(ΔE)_W=0，U₁=0，m₂=m_i，m_e=0
因此有 m₂u₂=m_ih_i，u₂=h_i
T₂=kT_i=1.4×300=420K
m₂=p₂V/(RT₂)=100×0.5/(0.2871×420)=0.415kg
根据熵方程 △JS=(△S)_Q+(△S)_W+(△S)_M+S_Pin
其中 (△S)_Q=0，(ΔS)_W=0，S₁=0，m_e=0
因此有S_Pin=m₂s₂-m_is_i=m₂[c_pln(T₂/T_i)-Rln(p₂/p_i)]
=0.415[1.004ln1.4-0.2871ln0.8]
=0.167kJ/K
I_in=T₀S_Pin=300×0.167=50.1kJ