by RK Rajput

431 Pages·2016·1.03 MB·English

Scilab Textbook Companion for
Engineering Thermodynamics: A Computer
Approach (SI Units Version)
by R. K. Rajput1
Created by
Tanay Bobde
B.Tech
Chemical Engineering
Indian Institute of Technology, BHU
College Teacher
R S Singh
Cross-Checked by
July 31, 2019
1Funded by a grant from the National Mission on Education through ICT,
http://spoken-tutorial.org/NMEICT-Intro. ThisTextbookCompanionandScilab
codes written in it can be downloaded from the ”Textbook Companion Project”
section at the website http://scilab.in
Book Description
Title: Engineering Thermodynamics: A Computer Approach (SI Units Ver-
sion)
Author: R. K. Rajput
Publisher: Laxmi Pulications (P) Ltd., New Delhi
Edition: 3
Year: 2007
ISBN: 9780763782726
1
Scilab numbering policy used in this document and the relation to the
above book.
Exa Example (Solved example)
Eqn Equation (Particular equation of the above book)
AP Appendix to Example(Scilab Code that is an Appednix to a particular
Example of the above book)
Forexample, Exa3.51meanssolvedexample3.51ofthisbook. Sec2.3means
a scilab code whose theory is explained in Section 2.3 of the book.
2
Contents
ListofScilabCodes 4
2 Basic Concepts Of Thermodynamics 7
3 Properties Of Pure Substances 18
4 First Law of Thermodynamics 40
5 Second Law of Thermodynamics and Entropy 89
6 Availability and Irreversibility 129
7 Thermodynamic Relations 149
8 Ideal and Real Gases 152
9 Gases and Vapour Mixtures 168
10 Psychrometrics 200
11 Chemical Thermodynamics 221
12 Vapour Power Cycles 259
13 Gas Power Cycles 296
3
14 Refrigeration Cycles 350
15 Heat Transfer 379
16 Compressible Flow 405
4
List of Scilab Codes
Exa 2.1 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Exa 2.2 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Exa 2.3 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Exa 2.4 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Exa 2.5 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Exa 2.6 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Exa 2.7 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Exa 2.8 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Exa 2.9 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Exa 2.10 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Exa 2.11 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Exa 2.12 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Exa 2.13 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Exa 2.15 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Exa 2.16 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Exa 2.17 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Exa 2.18 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Exa 2.19 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Exa 2.20 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Exa 2.21 21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Exa 2.22 22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Exa 3.1 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Exa 3.2 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Exa 3.3 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Exa 3.4 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Exa 3.5 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Exa 3.6 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Exa 3.7 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5
Exa 3.8 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Exa 3.9 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Exa 3.10 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Exa 3.11 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Exa 3.12 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Exa 3.13 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Exa 3.14 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Exa 3.15 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Exa 3.16 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Exa 3.17 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Exa 3.18 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Exa 3.19 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Exa 3.20 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Exa 3.21 21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Exa 3.22 22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Exa 3.23 23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Exa 3.24 24 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Exa 3.25 25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Exa 3.26 26 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Exa 3.27 27 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Exa 3.28 28 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Exa 4.1 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Exa 4.2 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Exa 4.3 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Exa 4.4 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Exa 4.6 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Exa 4.7 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Exa 4.8 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Exa 4.9 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Exa 4.10 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Exa 4.11 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Exa 4.12 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Exa 4.13 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Exa 4.14 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Exa 4.15 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Exa 4.16 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Exa 4.17 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Exa 4.18 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
6
Exa 4.19 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Exa 4.20 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Exa 4.21 21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Exa 4.23 23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Exa 4.25 25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Exa 4.27 27 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Exa 4.28 28 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Exa 4.29 29 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Exa 4.30 30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Exa 4.31 31 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Exa 4.32 32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Exa 4.33 33 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Exa 4.34 34 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Exa 4.35 35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Exa 4.36 36 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Exa 4.37 37 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Exa 4.38 38 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Exa 4.39 39 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Exa 4.40 40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Exa 4.41 41 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Exa 4.42 42 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Exa 4.43 43 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Exa 4.44 44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Exa 4.45 45 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Exa 4.46 46 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Exa 4.47 47 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Exa 4.48 48 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Exa 4.49 49 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Exa 4.50 50 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Exa 4.51 51 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Exa 4.52 52 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Exa 4.53 53 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Exa 4.54 54 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Exa 4.55 55 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Exa 4.56 56 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Exa 4.57 57 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Exa 4.58 58 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Exa 4.59 59 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
7
Exa 4.60 60 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Exa 4.61 61 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Exa 4.62 62 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Exa 4.63 63 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Exa 4.64 64 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Exa 4.65 65 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Exa 4.66 66 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Exa 5.1 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Exa 5.2 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Exa 5.3 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Exa 5.4 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Exa 5.5 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Exa 5.6 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Exa 5.7 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Exa 5.8 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Exa 5.9 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Exa 5.10 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Exa 5.11 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Exa 5.12 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Exa 5.13 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Exa 5.14 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Exa 5.15 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Exa 5.16 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Exa 5.17 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Exa 5.18 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Exa 5.19 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Exa 5.20 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Exa 5.21 21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Exa 5.23 23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Exa 5.24 24 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Exa 5.25 25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Exa 5.26 26 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Exa 5.27 27 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Exa 5.28 28 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Exa 5.29 29 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Exa 5.30 30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Exa 5.31 31 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Exa 5.32 32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
8
Exa 5.33 33 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Exa 5.34 34 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Exa 5.35 35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Exa 5.36 36 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Exa 5.37 37 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Exa 5.39 39 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Exa 5.40 40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Exa 5.41 41 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Exa 5.42 42 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Exa 5.44 44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Exa 5.45 45 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Exa 5.46 46 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Exa 5.47 47 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Exa 5.49 49 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Exa 5.50 50 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Exa 6.1 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Exa 6.2 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Exa 6.3 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Exa 6.4 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Exa 6.5 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Exa 6.6 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Exa 6.7 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Exa 6.8 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Exa 6.9 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Exa 6.10 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Exa 6.11 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Exa 6.12 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
Exa 6.13 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Exa 6.14 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Exa 6.15 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Exa 6.16 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
Exa 6.17 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Exa 6.18 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Exa 6.19 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Exa 6.20 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Exa 6.21 21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Exa 6.22 22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Exa 7.17 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
9