Введение. Основные понятия и определения

ЛЕКЦИЯ №1.

Теплотехника - область науки и техники, занимающаяся вопросами получения и использования теплоты.

Различают два вида использования теплоты – энергетическое и технологическое.

Энергетическое использование теплоты основывается на процессах, преобразующих теплоту в механическую работу. Эти процессы изучаются технической термодинамикой. Энергетические устройства, в которых осуществляется преобразование теплоты в работу, называют тепловыми двигателями.

Технологическое использование теплоты основывается на реализации теплоты для целенаправленного изменения физико-химических свойств при осуществлении различных технологических процессов. Эти процессы изучаются в теории теплопередачи.

Техническая термодинамика - наука о свойствах тепловой и механической энергии и законах взаимопреобразования тепловой и механической энергии. ТТД лежит в основе изучения и усовершенствования всех тепловых двигателей. В тепловых двигателях в качестве рабочего тела используются газы и пары, т.к. они обладают большим коэффициентом теплового расширения.

В термодинамике приняты два понятия о газах: реальные газы и идеальные газы. Реальные газы - это газы, молекулы которых обладают силами взаимодействия и имеют конечные, хотя и весьма малые, геометрические размеры. Идеальные газы - это газы, "молекулы" которых не обладают силами взаимодействия, а сами молекулы представляют собой материальные точки с ничтожно малыми объемами.

К основным параметрам состояния газов относятся: давление, температура и удельный объем.

Давлением называется сила, действующая перпендикулярно на единицу площади поверхности тела. Давление газа есть средний результат силового воздействия громадного числа молекул газа на внутреннюю поверхность сосуда, в котором находится газ. Существует абсолютное и избыточное давление, а так же давление разряжения. Под абсолютным давлением подразумевается полное давление, под которым находится газ. Под избыточным давлением понимают разность между абсолютным давлением, большим, чем атмосферное, и атмосферным давлением. Разряжение (вакуум) характеризуется разностью между атмосферным давлением и абсолютным давлением, меньшим, чем атмосферное.

Температура - параметр, характеризующий тепловое состояние тела. Температура тела, являясь мерой хаотического движения его молекул, определяет направление возможного перехода теплоты от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой. Для измерения температур принята термодинамическая температура Кельвина (Т) и температура Цельсия (t), используемая в системе СИ.

Связь между температурой Цельсия и термодинамической температурой определяется выражениями:

. (1.1)

Удельный объем. Объем, занимаемый газом – это пространство, в котором перемещаются его молекулы. Объем газа измеряется в кубических метрах. Количество газа определяется его массой, выраженной в килограммах. Удельным объемом, υ, м³/кг, называется объем единицы массы газа, т.е.

, (1.2)

где V - полный объем газа, м³; G - масса газа, кг.

Обратная величина, кг/м³, является плотностью, представляющей собой количество вещества, заключенного в 1м³, т.е. массу единицы объема.

(1.3)

Теплота и работа. Теплота и работа - разные формы передачи энергии.

Теплота - такая форма передачи энергии, которая определяется либо непосредственным контактом между телами (теплопроводность, конвекция), либо лучистым переносом энергии.

По своей физической природе теплота не может самопроизвольно превращаться в работу. Самопроизвольно теплота переходит только от тела с более высокой температурой к телу с меньшей температурой.

Работа - упорядоченная форма передачи энергии путем взаимного механического взаимодействия тел, не зависит от температур этих тел.

Дата добавления: 2014-01-15