Термодинамические процессы идеальных газов

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ

ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Отчет оформляют на листах бумаги формата А4 в соответствии со стандартом. Отчет должен содержать:

а) титульный лист установленной формы;

б) краткое изложение теоретических положений;

в) схему установки;

г) таблицы "Исходные данные", "Журнал наблюдений" и "Резуль­таты расчетов";

д) графики зависимостей параметров состояния;

е) анализ результатов работы.

1. Сущность первого начала термодинамики.

2. Какие термодинамические параметры относятся к основным?

3. Различие между абсолютным и избыточным давлением.

4. Что называется уравнением состояния?

5. Что называется равновесным состоянием?

6. Что такое термодинамические процессы и как они протекают?

7. Что называется термодинамической системой?

8. Что такое термодинамическое равновесие?

9. Можно ли рассматривать смесь, заключенную в 1 м³, содержащую воздух и 1 кг воды в виде мелких капель, распыленных по объему, как термодинамическую систему?

10. Если при постоянном удельном объеме и давлении из системы убрать половину ее структурных частиц, что произойдет с температурой системы?

11. В каком состоянии находится система, если на торцах стержня, боковая поверхность которого теплоизолирована, поддерживаются постоянные температуры T ₁ и T₂ (T ₁ > T₂)?

12. В интервале температур 0 – 2000 ⁰С теплоемкость азота равна 1,19 кДж/(кг×К), а в интервале температур 0 – 1000 ⁰С – 1,12 кДж/(кг×К). Определить среднюю удельную теплоемкость азота в интервале температур 1000 – 2000 ⁰С.

13. За какое время нагреется 1 л воды от 20 ⁰С до температуры кипения с помощью электрического кипятильника мощностью 500 Вт, если учесть, что теплообмен с окружающей средой отсутствует?

14. Какая доля теплоты, подведенной к 1 кг кислорода в изобарном процессе, затрачивается на изменение внутренней энергии?

15. Зачем вводится в техническую термодинамику понятие об идеальном газе?

16. Дать определения и записать уравнения законов Шарля, Бойля – Мариотта, Гей – Люссака.

17. Что называется мольной массой газа?

18. Какое уравнение однозначно связывает между собой параметры p, v и Т?

19. На каких законах основан вывод уравнения состояния Клапейрона?

20. Написать уравнение Клапейрона для произвольного количества газа. Размерность всех величин, входящих в уравнение Клапейрона.

21. Размерность газовой постоянной и ее физический смысл.

22. Что называется молем газа?

23. Формулировка закона Авогадро и следствие из него.

24. На каких законах основан вывод закона Д.И. Менделеева?

25. Размерность универсальной газовой постоянной и ее физический смысл.

26. Что понимается под внутренней энергией идеального и реального газа?

27. От каких параметров состояния зависит внутренняя энергия идеального и реального газа?

28. Чему равно изменение внутренней энергии в круговом процессе?

29. Что изображает площадь под кривой процесса на pv– диаграмме?

30. Аналитическое выражение первого начала термодинамики.

31. Что такое энтальпия?

32. В чем заключается физический смысл энтальпии?

33. Дать определение удельной теплоемкости. В каких единицах выражаются удельные теплоемкости?

34. Почему теплоемкость газа при постоянном давлении всегда больше теплоемкости при постоянном объеме?

35. Какая функция называется энтропией?

36. Что изображает площадь под кривой процесса на Ts– диаграмме?

37. Дать определение основным термодинамическим процессам.

38. Написать уравнения основных процессов.

39. Как графически изображаются на pv– диаграмме изохора, изобара, изотерма и адиабата?

40. Объяснить увеличение температуры при расширении газа в изобарном процессе.

41. Почему в адиабатном процессе расширения тела температура уменьшается, а при сжатии увеличивается?

42. Как располагаются изотермы и адиабаты на pv– диаграмме, проведенные из одной точки при расширении и при сжатии газа?

43. Какой процесс называется политропным?

44. В каких пределах изменяется показатель политропы?

45. Написать уравнение политропного процесса и показать, что из него можно получить теплоемкости для всех основных термодинамических процессов.

1. Кириллин В.А. Техническая тер­модинамика / В.А. Кириллин, В.В. Сычев, А.Е. Шейндлин, – 4 – е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат. 1983. – 416 с.

2. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. – М.: Высш. шк., 1980. – 470 с.

3. Техническая термодинамика: Учеб. для студентов вузов /
В.И. Крутов, С.И. Исаев, И.А. Кожинов и др.; Под ред. В.И. Крутова. – 3 – е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1991. – 384 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Изучаемый газ

Термодинамический процесс

Давление, МПа

Температура, °С

Диаметр цилиндра, мм

Высота цилиндра, мм

Длина кривошипа, мм

Длина шатуна, мм

Абсолютное давление, МПа

Абсолютная температура, К

Объем цилиндра, м^3

Молекулярная масса газа, кг/кмоль

Масса газа в цилиндре, кг

Таблица 2

Журнал наблюдений

Значение постоянного параметра процесса

Значение постоянного параметра процесса

Значение постоянного параметра процесса

Значение постоянного параметра процесса

№ п/п

Давление, МПа

Температура, °С

Угол поворота кривошипа, град.

№ п/п

Давление, МПа

Температура, °С

Угол поворота кривошипа, град.

№ п/п

Давление, МПа

Температура, °С

Угол поворота кривошипа, град.

№ п/п

Давление, МПа

Температура, °С

Угол поворота кривошипа, град.

Таблица 3

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ

№ п/п

Абсолютное давление, МПа

Абсолютная температура, К

Высота цилиндра, м

Удельный объем, м^3/кг

Внутренняя энергия, Дж

Энтальпия, Дж

Энтропия, Дж/кг

Количество тепла, Дж

Работа изменения объема, Дж

Располагаемая работа, Дж

Показатель политропы

Теплоемкость процесса, Дж/(кг×К)

Составители

Игорь Викторович Дворовенко

Александр Романович Богомолов

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине “Техническая термодинамика и теплотехника" для студентов специальностей 170500 "Машины и аппараты химических производств", 250100 "Химическая технология органических веществ", 250200 "Химическая технология неорганических веществ", 250400 "Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов", 250600 "Технология переработки пластических масс и эластомеров", по дисциплине "Теоретические основы теплотехники" для студентов специальности 100700 "Промышленная теплоэнергетика" всех форм обучения

Редактор О.А.Вейс

Подписано в печать 02.12.03. Формат 60×84/16.

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч. - изд. л. 1,1.

Тираж 56 экз. Заказ.

ГУ КузГТУ. 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография ГУ КузГТУ. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4a.

Дата добавления: 2015-07-02