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有一个容积为2m3的真空容器 由于密封不严使环境空气慢慢地渗入容器 经过一定的时间后 容器内

2022-08-12 04:44:29 问答库 阅读 194 次

问题详情

有一个容积为2m3的真空容器,由于密封不严使环境空气慢慢地渗入容器,经过一定的时间后,容器内的压力为P2=P0=100kPa。由于渗入过程很慢,容器内空气的最终温度为T2=T0=293K。试对上述过程进行热力学分析,即包括:
(1)根据能量方程求过程中的交换的热量。
(2)根据熵方程计算过程中熵产及损。
(3)利用方程来校验熵方程的计算结果。

参考答案

根据状态方程可求出终态时的质量
m2=p2V/(RT2)=100×2/(0.2871×293)=2.38kg
根据能量方程 △E=(ΔE)Q+(ΔE)W+(ΔE)M
按题意有 (△E)W=0,U1=0,me=0,m2=mi
因此有 m2u2=Q+mihi
Q=m2(u2-hi)=m2(u2-h2)=-p2V=-100×2=-200kJ
根据熵方程 ΔS=(ΔS)Q+(ΔS)W+(△S)M+SPin
其中 (ΔS)W=0,S1=0,me=0
因此有 m2s2=Q/T+misi+SPin,m2s2=misi
SPin=-Q/T=200/293=0.68kJ/K
Iin=T0SPin=293×0.68=200kJ
利用

考点:容器,容积