Анатолий Николаевич Карташевич

Классификация политропных процессов

Основные политропные процессы в Pv и Ts координатах, начинающиеся в общей точке 1, в зависимости от величины показателя политропы n представлены на рис. 27.

а)	б)
Рис. 27. Основные политропные процессы в координатах Pv (а) и Ts (б).

В диаграммах Pv и Ts все процессы, расположенные правее изохоры (n = ±∞), происходят с расширением (Δ v > 0), а расположенные левее соответственно – со сжатием (Δ v < 0).

Все процессы, расположенные выше изобары (n = 0), происходят с увеличением давления (Δ P > 0), а ниже – с уменьшением (Δ P < 0).

Все процессы, расположенные выше изотермы (n = 1), происходят с увеличением температуры (Δ T > 0), а, следовательно, и внутренней энергии (Δ u > 0), а расположенные ниже – с уменьшением температуры и внутренней энергии (Δ T < 0, Δ u < 0).

Все процессы, расположенные правее адиабаты (n = k), происходят с подводом теплоты (q > 0), а расположенные левее – с отводом (q < 0).

Все политропные процессы разделяют на три характерные группы:

1) с показателем политропы в пределах –∞ < n < 1;

2) с показателем политропы в пределах 1 < n < k;

3) с показателем политропы в пределах k < n < +∞.

Политропные процессы первой группы (–∞ < n < 1) располагаются между изохорой и изотермой. В процессах этой группы расширение газа осуществляется с увеличением температуры (процессы расположены выше изотермы) и внутренней энергии газа, а также с подводом теплоты (процессы расположены правее адиабаты), т.е.

; ; ; ; .

Политропные процессы второй группы (1 < n < k) располагаются между изотермой и адиабатой. В процессах этой группы расширение газа осуществляется с уменьшением температуры (процессы расположены ниже изотермы) и внутренней энергии газа, но с подводом теплоты (процессы расположены правее адиабаты), т.е.

; ; ; ; .

Политропные процессы третьей группы (k < n < ∞) располагаются между адиабатой и изохорой. В процессах этой группы расширение газа осуществляется с уменьшением температуры (процессы расположены ниже изотермы) и внутренней энергии газа, а также с отводом теплоты (процессы расположены левее адиабаты), т.е.

; ; ; ; .

Следует также отметить, что теплоёмкость газа в политропных процессах второй группы (1 < n < k), вычисляемая по формуле (5.30), будет величиной отрицательной. Физический смысл этого явления заключается в том, что в этих процессах при подведении к газу теплоты его температура и внутренняя энергия уменьшаются.

ЛИТЕРАТУРА

1. BP Statistical Review of World Energy 2009 [Electronic resource]. 2010. Mode of access: http://www.bp.com/productlanding.do?categoryId=6929&contentId=7044622. Date of access: 31.01.2010.

2. Температура. Википедия (Свободная энциклопедия) [Электронный ресурс]. 2010. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/. Дата доступа: 25.02.2010.

3. Драганов, Б.Х. Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве / Б.Х. Драганов, А.В. Кузнецов, С.П. Рудобашта. М.: Агропромиздат, 1990. 463 с.

4. Драганов, Б.Х. Применение теплоты в сельском хозяйстве: учеб. пособие / Б.Х. Драганов, В.В. Есин, В.П. Зуев; под ред. Б.Х. Драганова. 2-е изд., перераб. и доп. Киев: Выща шк., 1990. 319 с.

5. Захаров, А.А. Применение теплоты в сельском хозяйстве / А.А. Захаров. М.: Колос, 1980. 179 с.

6. Захаров, А.А. Практикум по применению теплоты в сельском хозяйстве / А.А. Захаров. М.: Агропромиздат, 1985. 191 с.

7. Лариков, Н.Н. Теплотехника: учебник для вузов / Н.Н. Лариков. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1985. 432 с.

8. Нащокин, В.В. Техническая термодинамика и теплопередача: учеб. пособие для вузов / В.В. Нащокин. 3-е изд., испр. и доп. М.: Высш. шк., 1980. 469 с.

9. Рабинович, О.М. Сборник задач по технической термодинамике / О.М. Раби-нович. М.: Машиностроение, 1973. 296 с.

10. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: справочник / под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина; в 4-х кн. Кн. 2. Изд. 2-е, перераб. М.: Энергоатомиздат, 1988. 560 с.

11. Теплотехнический справочник / под общ. ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева: в 2-х т. Т. 1. Изд. 2-е, перераб. М.: Энергия, 1975. 744 с.

12. Теплотехнический справочник / под общ. ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева: в 2-х т. Т. 2. Изд. 2-е, перераб. М.: Энергия, 1976. 896 с.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Техническая термодинамика. Основные понятия и определения....................... 3

1.1. Роль тепловой энергии в мировом энергетическом балансе........................ 3

1.2. Предмет и метод технической термодинамики............................................ 4

1.3. Термодинамическая система. Термические и калорические параметры состояния системы. 5

1.4. Основные законы идеальных газов.............................................................. 10

1.5. Уравнения состояния идеальных газов....................................................... 12

1.6. Термодинамический процесс и его энергетические показатели................ 12

2. Теплоёмкость..................................................................................................... 13

2.1. Удельная, объёмная и молярная теплоёмкость........................................... 13

2.2. Истинная и средняя теплоёмкость............................................................... 14

2.3. Изохорная и изобарная теплоёмкость......................................................... 16

3. Смеси идеальных газов...................................................................................... 18

3.1. Закон Дальтона. Способы задания состава газовой смеси.......................... 18

3.2. Плотность газовой смеси. Кажущаяся (средняя) молярная масса смеси... 20

3.3. Газовая постоянная смеси. Парциальные давления компонентов смеси.... 21

3.4. Теплоёмкость газовой смеси....................................................................... 23

4. Первый и второй законы термодинамики.......................................................... 23

4.1. Аналитические выражения для работы l и теплоты q................................. 23

4.2. Аналитические выражения первого закона термодинамики....................... 27

4.3. Второй закон термодинамики...................................................................... 28

4.4. Круговые термодинамические процессы (циклы)....................................... 29

5. Анализ термодинамических процессов идеальных газов................................. 32

5.1. Задачи и методика проведения анализа...................................................... 32

5.2. Изохорный процесс..................................................................................... 33

5.3. Изобарный процесс...................................................................................... 35

5.4. Изотермический процесс............................................................................. 37

5.5. Адиабатный процесс.................................................................................... 40

5.6. Политропный процесс и его обобщающее значение.................................. 43

5.7. Классификация политропных процессов.................................................... 45

Литература............................................................................................................. 47

Учебное издание

Дата добавления: 2014-01-07