Из сопла турбины водяной пар (Н2О) вырывается в атмосферу под давлением 10 МПа и при температуре 450 К. Сколько литров в атмосфере занимает каждый литр пара из турбины, если его давление падает до 0,1 МПа, а температура становится 300 К ?
Для решения данной задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂
где P₁, V₁ и T₁ - начальное давление, объем и температура пара соответственно, а P₂, V₂ и T₂ - конечное давление, объем и температура соответственно.
Сначала найдем объем пара в начальных условиях. Обозначим его V₁. У нас задано, что начальное давление P₁ равно 10 МПа, а температура T₁ - 450 К.
Таким образом, у нас имеем уравнение состояния:
10 МПа * V₁ / 450 К = P₂ * V₂ / 300 К
Затем найдем объем пара в конечных условиях. Обозначим его V₂. Также у нас задано, что конечное давление P₂ равно 0,1 МПа, а температура T₂ - 300 К.
Теперь мы можем записать окончательное уравнение состояния:
10 МПа * V₁ / 450 К = 0,1 МПа * V₂ / 300 К
Чтобы решить это уравнение, необходимо выразить V₂ через V₁. Для этого перепишем уравнение следующим образом:
V₂ = (300 К * V₁ * 0,1 МПа) / (450 К * 10 МПа)
Обратите внимание, что единицы измерения давления и температуры сократятся, оставив только объем. Значит, полученный результат будет представлять объем пара в конечных условиях.
Теперь, чтобы узнать, сколько литров в атмосфере занимает каждый литр пара из турбины, нужно поделить объем пара в атмосфере на объем пара в турбине.
Для этого необходимо знать, что 1 литр равен 0,001 м^3 или 1000 см^3.
Таким образом, можно выразить искомое отношение:
Отношение объема в атмосфере к объему пара из турбины = V₂ / V₁ * (1000 см^3 / 1 л)
Подставим полученные значения, чтобы найти ответ:
Отношение объема в атмосфере к объему пара из турбины = ((300 К * V₁ * 0,1 МПа) / (450 К * 10 МПа)) * (1000 см^3 / 1 л)
P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂
где P₁, V₁ и T₁ - начальное давление, объем и температура пара соответственно, а P₂, V₂ и T₂ - конечное давление, объем и температура соответственно.
Сначала найдем объем пара в начальных условиях. Обозначим его V₁. У нас задано, что начальное давление P₁ равно 10 МПа, а температура T₁ - 450 К.
Таким образом, у нас имеем уравнение состояния:
10 МПа * V₁ / 450 К = P₂ * V₂ / 300 К
Затем найдем объем пара в конечных условиях. Обозначим его V₂. Также у нас задано, что конечное давление P₂ равно 0,1 МПа, а температура T₂ - 300 К.
Теперь мы можем записать окончательное уравнение состояния:
10 МПа * V₁ / 450 К = 0,1 МПа * V₂ / 300 К
Чтобы решить это уравнение, необходимо выразить V₂ через V₁. Для этого перепишем уравнение следующим образом:
V₂ = (300 К * V₁ * 0,1 МПа) / (450 К * 10 МПа)
Обратите внимание, что единицы измерения давления и температуры сократятся, оставив только объем. Значит, полученный результат будет представлять объем пара в конечных условиях.
Теперь, чтобы узнать, сколько литров в атмосфере занимает каждый литр пара из турбины, нужно поделить объем пара в атмосфере на объем пара в турбине.
Для этого необходимо знать, что 1 литр равен 0,001 м^3 или 1000 см^3.
Таким образом, можно выразить искомое отношение:
Отношение объема в атмосфере к объему пара из турбины = V₂ / V₁ * (1000 см^3 / 1 л)
Подставим полученные значения, чтобы найти ответ:
Отношение объема в атмосфере к объему пара из турбины = ((300 К * V₁ * 0,1 МПа) / (450 К * 10 МПа)) * (1000 см^3 / 1 л)
Это будет окончательный ответ на задачу.