2. Процес 3-4

Далі йде процес 3-4 – процес ізохоричного відведення теплоти. Здійснимо розрахунок процесу 3-4 подібно до попередніх.

_∆U_3-4 = m·(u₄ – u₃) = 5,1237·(3113,22-3061,18) = 266,6619 кДж

_∆H_3-4 = m·(h₄ – h₃) = 5,1237·(3464,52-3398,758) = 336,97 кДж

_∆S_3-4= m·(s₄ – s₃) = 5,1237·(8,72048 – 8,65162) = 0,3528 кДж/К

Особливістю процесу, що протікає при сталому об’ємі, є те, що робота зміни об’єму дорівнює нулю. Враховуючи це, за І законом термодинаміки визначимо теплоту процесу: , Q_3-4 = _∆U_3-4 + L_3-4 → Q_3-4 = _∆U_3-4 = 266,6619 кДж

Наявну роботу визначимо із загальної формули:

кДж

Побудуємо схему енергобалансу ізохоричного процесу.

Зобразимо процес 3-4 у hs-, Ts-, i pv- координатах.

Занесемо отримані дані в таблицю 4.

2. Процес 4-5

Наступним процесом циклу є процес ізобарного стиснення 4-5. По аналогії обрахуємо _∆U_4-5, _∆H_4-5,_∆S_{4-5 :}

_∆U_4-5 = m·(u₅ – u₄) = 5,1237·(2672,657-3113,225) = -2257,33 кДж

_∆H_4-5 = m·(h₅ – h₄) = 5,1237·(2894,38-3464,525) = -2921,25 кДж

_∆S_4-5= m·(s₅ – s₄) = 5,1237·(7,79141-8,72048) = -4,7602 кДж/К

Особливістю ізобарного процесу є те, що наявна робота процесу має нульове значення. Роботу зміни об’єму знайдемо, використовуючи загальну формулу: , якщо p=const, то:

кДж

Теплоту ізобарного процесу найпростіше обчислити за І законом термодинаміки:

, то Q_4-5 = _∆Н_4-5 + L_н4-5 → Q_4-5 = _∆Н_4-5 = -2921,25 кДж

Схема енергобалансу ізобарного процесу водяної пари нагадує схему енергобалансу ідеального газу.

При зображенні процесу 4-5 кінцева точка 5 визначається на перетині ізобари p₅ і s₅. Знаючи напрям ізобарного процесу, точку 4 знайдемо на перетині лінії процесу з об’ємом v₄. Покажемо цей процес у термодинамічних діаграмах.

Занесемо отримані дані в таблицю 4.

2. Процес 5-1

Ізотерма 5-1 – процес стиснення водяної пари. Здійснимо розрахунок процесу 5-1.

_∆U_5-1 = m·(u₁ – u₅) = 5,1237·(2618,976-2672,657) = -275,04 кДж

_∆H_5-1= m·(h₁ – h₅) = 5,1237·(2823,906-2894,38) = -361,08 кДж

Обчислимо зміну ентропії в цьому процесі. Вона буде від’ємною.

_∆S_5-1= m·(s₁ – s₅) = 5,1237·(6,51499-7,79141) = -6,539 кДж/К

Розрахуємо кількість теплоти, що відводиться в процесі:

кДж

Згідно І закону термодинаміки

Q = _∆U + L → L _5-1=Q - _∆U _5-1= -2883,77 кДж

Q = _∆H + L_н → L_{н 5-1}=Q - _∆Н _5-1=-2182,192кДж

Побудуємо схему енергобалансу ізотермічного процесу.

Зобразимо процес 5-1 у hs-, Ts-, i pv- координатах.

Занесемо отримані дані в таблицю 4.

Дані таблиці 4 свідчать про те, що незалежно від природи робочого тіла властивості параметрів стану та характеристики процесів зберігаються:

_∆U_ц = 0, _∆Н_ц = 0, _∆S_ц = 0, Q_ц ≈ L_ц ≈ L_нц