Термодинамічні процеси ідеальних газів

Програма.

Класифікація термодинамічних процесів змінювання стану робочих тіл. Загальна схема дослідження термодинамічних процесів. Аналітичне дослідження ізохорного, ізобарного, ізотермічного, адіабатного і політропного процесів, їхнє графічне зображення в p - v і T - s діаграмах.

Методичні вказівки. Матеріал цієї теми є основою для засвоєння і розуміння особливостей роботи різноманітних теплових машин. Загальна схема дослідження термодинамічних процесів складається з 6 етапів: 1 - запис (виведення) рівняння процесу, 2 - характер змінювання основних параметрів робочого тіла, 3 - аналіз особливостей енергообміну в процесі, 4 - визначення теплоти і роботи змінювання об’єму робочого тіла, 5 - визначення величини зміни калоричних параметрів робочого тіла, 6 - графічне зображення процесу в робочій і тепловій діаграмах. Для успішного засвоєння цієї теми необхідно пам'ятати про загальні і особливі моменти в аналітичних залежностях показників процесів. Деякі з них:

· рівняння процесу записується через основні або калоричні параметри стану робочого тіла;

· змінювання основних параметрів визначається із незмінності рівняння стану для усякої (початкової і кінцевої) точки процесу;

· виходячи з рівняння першого закону термодинаміки ¶ q = ¶ u + ¶ l, можливі чотири особливості енергообміну - коли є усі три складники цього закону і коли будь-яке з трьох дорівнює нулю;

· питома теплота процесу q визначається через добуток теплоємності робочого тіла в цьому процесі на різницю (змінення) температури q_i = c_i ´ D T;

· змінювання питомої внутрішньої енергії і ентальпії робочого тіла не залежить від характеру процеса і в будь-якому процесі визначається за формулами D u = c_v ´ D T, D i = c_p ´ D T;

· змінювання питомої ентропії робочого тіла в процесі (за винятком ізотермічного процесу) визначається як добуток теплоємності в цьому процесі на різницю натуральних логарифмів (логарифм відношення) кінцевої і початкової температури D s = c_i ´ ln (T₂ /T₁).

Література: Л. 1, с. 31-39; Л. 2, с. 43-54.

1.6. Реальні гази (пари)

Програма.

Властивості реальних газів. Фазові рівноваги і фазові переходи. Основні поняття і визначення для парів. Фазові діаграми стану. Водяна пара. Таблиці термодинамічних властивостей води і водяної пари на лінії насичення. p - v, T - s і i - s діаграми водяної пари. Побудова термодинамічних процесів водяної пари в p - v, T - s і i - s діаграмах. Розрахунок параметрів процесів водяної пари за допомогою термодинамічних таблиць і i - s діаграми.

Методичні вказівки. Приступаючи до вивчення цієї теми, студент повинен чітко уявляти собі, що розрахункові формули, що застосовувалися для ідеального газу, тут, як правило, недійсні. Для парів немає простого і точного рівняння стану. Рівняння Ван-дер-Ваалься для реального газу враховує внутрішній тиск газу та сили взаємодії між молекулами і має наступний вигляд: . Рівняння М.П.Вукаловича та І.І.Новікова має більш складний характер, тому що враховує силові асоціації та дисоціації молекул: Тому процеси реальних газів розраховуються за допомогою діаграм. Для водяної пари найбільш широке застосування знайшла i - s діаграма, для робочих тіл холодильних машин - T-s і lg p - i діаграми.

Література: Л. 1, с. 92-102; Л. 2, с. 55-68.

Дата добавления: 2015-06-04