Soru: Tabloyu doldurun ve T-v veya P-v diyagramlarından birini çizin.
Cevap:
Termodinamik tabloyu doldurmak için her bir madde için eksik olan termodinamik özellikleri bulmamız gerekecek. Özellikleri bulmak için genellikle termodinamik tablolardan veya mühendislik yazılımlarından yararlanırız. Burada tabloyu tamamlayabilmek için bazı varsayımlar ve literatür bilgisi kullanacağız.
Adım 1: Tablonun Dolgulanması
(a) R-134a için:
- T (°C): R-134a için buharlaşma basıncı ve özgül hacmi verildiğine göre, bu değeri bir doyma tablosundan bulabiliriz.
- x: Özgül hacim ve basınç verildiğine göre, bu madde muhtemelen süper ısıtılmış bir buhardır veya doymamış bölgededir. Bu yüzden bir tablo kullanarak kaliteyi belirlemek gerekli.
(b) H2O için:
- v (m³/kg) vex: 200°C ve 1905 kPa bir doyma tablosu veya termodinamik yazılım yardımıyla, buharlaşma basıncına yakın bir basınç olduğundan, bu maddenin muhtemelen sıkıştırılmış bir sıvı ya da kabarcıklanan bir sıvı durumunda olduğunu belirleyebiliriz.
(c) H2O için:
-
P (kPa): 325°C’de, buharlaşma basıncını bulmamız gerekecek. Buharlaşma basıncı için doygun buhar tablosuna başvurmak gerekir.
-
v (m³/kg): Kalitesi (x = 0.6) verildiği için, karışımın bir kısmı sıvı ve bir kısmı buhardan oluşmaktadır. Özgül hacmi bulmak için doymuş sıvı ve buhar özgül hacimlerini kullanarak hesaplayabiliriz:
v = v_f + x(v_g - v_f)
(d) R-134a için:
- T (°C): Basınç 280 kPa olduğuna göre ve özgül hacim verildiğine göre, sıkıştırma veya buhar halinin sıcaklığını doymuş sıvı veya buhar tablolarından hesaplamamız gerekir.
- x: Doygun buhar olmadığı verilen özgül hacim ve basınçla birlikte hesaplamalardan belirlenebilir.
(e) H2O için:
- T (°C) vev (m³/kg): 240°C için doymuş buhar durumu olduğu verilmiş. Bu sıcaklıkta doygun buharın basıncı ve özgül hacmi sabit değerlerdir ve bir tablodan doğrudan elde edilebilir.
Adım 2: T-v veya P-v Diyagramları
- Her madde için: Diyagramda, her maddeyle ilgili noktaları işaretlemek için T-v veya P-v eksenlerini kullanacağız.
Diyagramları doğru bir şekilde çizmek için mühendislik tablosu veya yazılımı kullanılması gerekir. Her ekseni ve noktayı ölçeklendirmek, diagrama doğru bir şekilde yerleştirmek çok önemlidir. Bu, faz değişimi sırasında durumların görselleştirilmesine yardımcı olacaktır.
Nihai Cevap:
Yukarıdaki adımlar kullanılarak her madde için uygun termodinamik verileri terminolojik ve hesaplamalı bir doğrulukla bulmamız mümkün olacaktır. Ayrıca, bu bilgiler bir T-v veya P-v diyagramında açıkça temsil edilecektir. Tamamlanmış tablo ve diyagramlar mühendislik değerlendirmeleri için kullanıma hazır olacaktır.
tablodaki boşlukları doldururmusun sayısal işlemleri ve açıklamaları ile
Soru: Tabloyu doldurunuz ve açıklamalarla birlikte sayısal işlemleri yapınız.
Cevap:
Tablodaki boşlukları doldurmak için her seçenekte verilen ve eksik olan termodinamik özellikleri bulmamız gerekiyor. Bunun için termodinamik tablo veya termodinamik mühendislik yazılımı kullanılabilir. Tabloyu tamamlamak için aşağıdaki adımları izleyelim:
Adım 1: Tablonun Dolgulanması
(a) R-134a için:
- T (°C): Özgül hacim ve basınç verilmektedir. 240 kPa ve v = 0.022 \, m³/kg için R-134a’nın doyma tablosuna baktığımızda, bu durumda maddenin doymuş sıvı fazda olduğunu görmekteyiz. Doymuş sıvı fazda olan bir madde için sıcaklık T ≈ -15°C civarındadır.
- x (Kalite): Sıvı fazda kalite değeri olmadığından, x = 0 olacaktır.
- Faz Açıklaması: Doymuş sıvı.
(b) H2O için:
-
v (m³/kg): 200°C ve 1905 kPa verilmiştir. Bu durumda, doymuş sıvı ve buhar basınçları karşılaştırılarak, sıkıştırılmış bir sıvı veya doymuş sıvı olarak kabul edilebileceği belirlenecektir. 1905 kPa basıncını bu sıcaklıkta buhar basıncı olarak kabul edip hesaplamalar yapılırsa:
v_f \text{ (sıvı faz için) } = 0.001157 \, m³/kgBurada v_f değerinin civarında bir değer olacaktır.
-
x (Kalite): Sıvı fazda, dolayısıyla x = 0.
-
Faz Açıklaması: Sıkıştırılmış sıvı veya doymuş sıvı.
(c) H2O için:
-
P (kPa): 325°C’de; doygun buhar basıncı tablosuna baktığımızda, bu sıcaklıkta suyun buharlaşma basıncı yaklaşık 848 kPa’dır.
-
v (m³/kg): Kalite (x) verildiği için, karışımın bir kısmı sıvı ve bir kısmı buhardan oluşacaktır. Doğru özgül hacim hesaplamak için:
v = v_f + x(v_g - v_f) = 0.001256 + 0.6(0.1944 - 0.001256) \approx 0.116 \, m³/kg
(d) R-134a için:
- T (°C): Basınç 280 kPa olduğu ve özgül hacim verildiği (0.11) üzere hallerin doymuş sıvı ile kıyaslanması gerekir. 280 kPa için sıcaklık ≈ -9.6°C’ye eşlenebilir.
- x (Kalite): Doymuş sıvı veya sıvı buhaların birlikte bulunduğu bölgedeyse, x ≈ 1 olmayacaktır.
(e) H2O için:
-
T (°C): 240°C için doygun buhar durumu belirtilmiştir. Bu sıcaklıkta:
- v (m³/kg): Doygun buharın özgül hacmi 0.1274 m³/kg’dir.
-
x (Kalite): Doymuş buhar fazı olduğundan, x = 1.
-
Faz Açıklaması: Doymuş buhar.
Nihai Cevap:
Tabloyu bu bilgilerle doldurabiliriz ve belirli diyagramlar üzerinde işaretleyerek değişkenleri görselleştirebiliriz. Tablo ve hesaplamalar termodinamik süreçlerin anlaşılmasına önemli katkı sağlar ve öğrencilere bu konuyu daha iyi anlamalarına yardımcı olur. Termodinamik tablolar veya yazılımlar bu tip hesaplamaların doğruluğuna doğrudan katkıda bulunur.