Термодинамика идеального газа

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ПО ГОС

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Теплоэнергетика

Направление подготовки бакалавра

Промышленная теплоэнергетика

Тепловые электрические станции

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

ТЕРМОДИНАМИКА

Образования

Северо-Западный государственный заочный технический университет

Кафедра теплотехники и теплоэнергетики

ТЕХНИЧЕСКАЯ

Энергетический институт

Специальности:

Санкт – Петербург

Издательство СЗТУ

Утверждено редакционно-издательским советом университета

УДК 536(076)

Техническая термодинамика: учебно-методический комплекс/ сост. З.Ф.Каримов, Е.П.Павлов. –СПб.: Изд-во СЗТУ, 2009- 261 с.

Учебно-методический комплекс разработан в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования.

В дисциплине «Техническая термодинамика» рассматриваются основные законы преобразования теплоты в механическую работу, использование этих законов в термодинамических циклах поршневых двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных и паротурбинных установках, а также в циклах холодильных установок и теплового насоса. Изучаются основные понятия химической термодинамики.

Издательством осуществлено литературное и техническое редактирование рукописи.

Рассмотрено на заседании кафедры теплотехники и теплоэнергетики
18.06.2008г., одобрено методической комиссией энергетического института 20.06.2008г.

Рецензенты: кафедра промышленной теплоэнергетики Санкт-Петербургского технологического университета растительных полимеров (зав. кафедрой А.П. Бельский, д-р техн. наук, проф.); Лабейш В.Г., д-р техн. наук, проф.

Составители: З. Ф. Каримов, д-р техн. наук, проф.,

Е. П. Павлов, канд. техн. наук, доц.

ã Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2008

ã Каримов З. Ф., Павлов Е. П., 2008.

1. ИНФОРМАЦИЯ О ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕХНИЧЕСКАЯ

ТЕРМОДИНАМИКА»

Дисциплина «Техническая термодинамика» изучается студентами специальностей: 140101.65 и 140104.65 всех форм обучения в двух семестрах. Эта дисциплина включает в себя шесть разделов: Основные законы термодинамики; Реальные газы. Водяной пар; Компрессоры. Циклы тепловых двигателей; Циклы паротурбинных установок; Циклы холодильных и теплонасосных установок; Элементы химической термодинамики. При изучении дисциплины предусмотрены: для очно - заочной формы обучения – 44 часа лекций, 16 часов практических занятий и 20 часов лабораторных работ, для заочной формы обучения – 16 часов лекций, 4 часа практических занятий и 12 часов лабораторных работ. А также шесть тестов – по одному тесту в каждом разделе и три контрольные работы – две работы в первом семестре и одна работа во втором семестре.

Целью изучения дисциплины является изучение фундаментальных законов получения теплоты и её превращение в механическую работу в различных теплоэнергетических установках.

Задачи изучения дисциплины – приобретение навыков анализа термодинамических систем и с помощью математического аппарата термодинамики разрабатывать новые и совершенствовать существующие системы энергоснабжения.

В результате изучения дисциплины студент должен овладеть основами знаний, формируемых на нескольких уровнях:

Иметь представление:

- о целях теоретических основ технической термодинамики;

- об областях применения и перспективах развития теории и практики технической термодинамики.

Знать:

- термодинамическую терминологию, законы получения и преобразования тепловой энергии;

- методы анализа эффективности использования теплоты;

- методы производства и сбережения теплоты;

Уметь:

- производить термодинамические расчеты тепловых процессов промышленных энергетических установок и устройств;

- определять значение термодинамических характеристик процессов с однофазными и двухфазными рабочими телами постоянного и переменного состава;

Владеть:

- навыками использования вычислительной техники и программного обеспечения в решении теоретических и прикладных задач технической термодинамики.

Место дисциплины в учебном процессе: Дисциплина «Техническая термодинамика» базируется на знаниях в области физики, математики, гидрогазодинамики и химии. Знания, полученные при изучении технической термодинамики, используются при изучении всех прикладных теплотехнических дисциплин, а также при курсовом и дипломном проектировании.

ОПД.Ф.09

Первый закон термодинамики; второй закон термодинамики; реальные газы; водяной пар; термодинамические свойства реальных газов; фазовая pv - диаграмма; таблицы термодинамических свойств веществ; истечения из сопел; дросселирование; циклы паротурбинных установок, тепловой и энергетический балансы паротурбинной установки; газовые циклы; схемы, циклы и термический КПД тепловых двигателей и холодильных установок; энергетический анализ циклов; основы химической термодинамики; основы термодинамики необратимых процессов.

1.2.2. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Вид учебной работы	Всего часов
Форма обучения
Очно-заочная	Заочная
5-й семестр	6-й семестр	5-й семестр	6-й семестр
Общая трудоемкость дисциплины
Работа под руководством преподавателя (включая ДОТ)
В т.ч.: аудиторные занятия: лекции практические занятия (ПЗ) лабораторный работы (ЛР)
Самостоятельная работа студентов
Промежуточный контроль, количество В т.ч.: контрольная работа (реферат)
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	Зачет	Экзамен	Зачет	Экзамен

1.2.3. ПЕРЕЧЕНЬ ВИДОВ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

Контрольные работы – 3 работы для всех форм обучения.

Практические занятия – для очно – заочной формы – 12 часов,

для заочной формы – 4 часа.

Лабораторные работы – для очно - заочной формы – 20 часов,

для заочной формы – 12 часов.

Тесты (по разделам дисциплины: тренировочные и контрольные) – для очно – заочной формы – 5, для заочной формы – 5.

Экзамен (зачет) – в пятом семестре – зачет и в шестом семестре - экзамен для всех форм обучения.

2. РАБОЧИЕ УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

(объем дисциплины 240 часов)

ВВЕДЕНИЕ (1 час)

[1], с. 3…5; [2], с. 5…7

История развития энергетики в России. Современное состояние теплоэнергетики. Техническая термодинамика как теоретическая основа теплоэнергетики.

Раздел 1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ

ТЕРМОДИНАМИКИ (50 часов)

[1], с. 6…22; [2], с. 8…16; 22…39

Уравнение состояния идеального газа. Универсальная газовая постоянная. Удельная газовая постоянная. Нормальные физические условия. Молекулярно - кинетическая теория теплоемкости. Элементы квантовой теории теплоемкости. Истинная и средняя теплоемкости. Свойства теплоемкостей идеального газа. Связь между изохорной и изобарной теплоемкостями идеального газа (закон Майера). Эмпирические формулы для теплоемкостей идеального газа. Таблицы значений истинной и средней теплоемкостей идеального газа. Свойства внутренней энергии и энтальпии идеального газа. Энтропия как функция состояния. Таблицы термодинамических свойств идеальных газов. Изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный процессы с идеальным газом. Политропные процессы и их анализ. Расчет количества теплоты и изменения температуры по таблицам значений энтальпии и внутренней энергии идеального газа. Смеси идеальных газов. Закон Дальтона. Теплоемкость газовых смесей.

1.2. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

[1], с. 25…41; [2], с. 17…22, 32 – 51

Термодинамическая система и окружающая среда. Изолированная и неизолированная термодинамические системы. Параметры состояния. Уравнение состояния. Термодинамическая поверхность. Термодинамический процесс. Равновесные и неравновесные процессы (взаимодействия). Теплота и работа как функции процесса. Внутренняя энергия и энтальпия как функции состояния термодинамической системы (рабочего тела). Закон сохранения и превращения энергии. Первый закон термодинамики. Различные аналитические выражения первого закона термодинамики. Краткая история открытия первого закона термодинамики.

Дата добавления: 2014-12-07