Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Характеристики основных термодинамических процессов идеального газа




Второй закон термодинамики

Второй закон термодинамики определяет направление, в котором протекают процессы, устанавливает условия преобразования тепловой энергии в механическую, а также определяет максимальное значение работы, которая может быть произведена тепловым двигателем.

Второй закон термодинамики математически может быть выражен следующим образом:

 

(1.117)

 


Таблица. 1.5

  Характеристика процесса Название процесса
  Изохорный   Изобарный   Изотермический
Показатель политропы
Уравнение процесса V=const; P/T=const P=const; V/T=const T=const; PV=const
Теплоемкость. кДж/(кг·К) Cv Сp=Cv+R
Изменение внутренней энергии ∆u1-2=u2-u1 (кДж/кг) Сv21) Сv21)
Изменение энтальпии ∆h1-2=h2-h1 (кДж/кг) Cp21) Сp21)
Изменение энтропии ∆s1-2=s2-s1 (кДж/кг) CvlnТ21 Сpln Т21
Количество теплоты q1-2 (кДж/кг) Cv21) Сp21)
Работа изменения объема l1-2 (кДж/кг) P(V2-V1)=R(T2-T1)
Работа техническая l’1-2 (кДж/кг) -V(Р21)=v( P1- P2)= =R(T1-T2) l’1-2= l1-2= q1-2= =

 

Продолжение табл. 1.3.

Характеристика процесса Наименование процесса
Адиабатный Политропный
Показатель политропы k= Сpv
Уравнение процесса РVk=const РVn=const
Теплоемкость. кДж/(кг·К)
Изменение внутренней энергии ∆u1-2=u2-u1 (кДж/кг) Сv21) Сυ21)
Изменение энтальпии ∆h1-2=h2-h1 (кДж/кг) Сp21) Сp21)
Изменение энтропии ∆s1-2=s2-s1 (кДж/кг)
Количество теплоты q1-2 (кДж/кг)
Работа изменения объема l1-2 (кДж/кг)
Работа техническая l’1-2 (кДж/кг)

где dS – бесконечно малое приращение энтропии системы;dQ – бесконечно малое количество тепла, полученного системой от источника тепла;T – абсолютная температура источника тепла.

Знак неравенства соответствует необратимым процессам, а знак равенства – обратимым процессам. Следовательно, аналитическое выражение второго закона термодинамики для бесконечно малого обратимого процесса имеет вид:

 

(1.118)

 

а так как согласно первому закону термодинамики:

 

 

то уравнение (1.118) принимает следующий вид:

 

 

ЭНТРОПИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

Основным уравнением для определения изменения энтропии в обратном процессе является выражение:



 

(1.119)

 

Поскольку в технической термодинамике приходится иметь дело не с абсолютным значением энтропии, а с ее изменением, отсчет значений энтропии можно вести от любого состояния. Для газов принято считать значение энтропии равным нулю при нормальных условиях, т. е. при t = 0oC и P = 760 мм.рт. ст.

Определение энтропии для любого состояния газа при постоянной теплоемкости, отсчитанной от нормального состояния, производят по следующим формулам:

 

(1.120)

 

(1.121)

 

(1.122)

 

Изменение энтропии между двумя произвольными состояниями газа 1 и 2 при постоянной теплоемкости определяют по следующим формулам:

 

(1.123)

 

(1.124)

 

(1.125)

 

Уравнения кривых различных термодинамических процессов в системе координат Ts имеют следующий вид (при постоянной теплоемкости):

уравнение изохоры:

 

(1.126)

 

уравнение изобары:

 

(1.127)

 

Взаимное расположение изохоры и изобары показано на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Взаимное расположение изохоры и адиабаты в координатных

осях TS

 

уравнение изотермы:

 

T = const.

 

При этом изменение энтропии в изотермическом процессе равно:

(1.128)

 

Уравнение адиабаты:

 

s = const. (1.129)

 

Изображение изотермы и адиабаты в системе координат TS и Pυ дано соответственно на рис. 1.8 и 1.9.

Рис. 1.8. Изображение изотермы в координатных осях TS

 

Рис. 1.9. Изображение адаибаты в координатных осях Pυ

 

Уравнение политропы:

 

(1.130)

 

где:

 

 

Широким распространением при решении термодинамических задач пользуется диаграмма TS. Адиабаты в этой диаграмме изображаются вертикалями, изотермы – горизонталями, изохоры и изобары идеального газа – логарифмическими кривыми.





Дата добавления: 2017-01-14; Просмотров: 88; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:





studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.198.143.210
Генерация страницы за: 0.012 сек.