Тема термодинамические процессы icon

Тема термодинамические процессы




Скачати 101.39 Kb.
НазваТема термодинамические процессы
Дата17.02.2014
Розмір101.39 Kb.
ТипДокументи
1. /4 курс/Mенеджмент.doc
2. /4 курс/_стор_я _нженернох д_яльност_.doc
3. /4 курс/Безпека життєд_яльност_.doc
4. /4 курс/Г_дравл_ка, г_дро- та пневмопривод.doc
5. /4 курс/Детал_ машин.pdf
6. /4 курс/Електротехн_ка, електрон_ка _ м_кропроцесорна техн_ка.doc
7. /4 курс/Конструкц_х кол_сних та гусеничних транспортних засоб_в.doc
8. /4 курс/М_кроеконом_ка.rtf
9. /4 курс/Основи еколог_х.doc
10. /4 курс/Основи наукових досл_джень.doc
11. /4 курс/Основи технолог_х виробництва кол_сних та гусеничних транспортних засоб_в.doc
12. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 10c. Кратко.doc
13. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 11c. Кратко.doc
14. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 12c. Кратко.doc
15. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 13с. Кратко.doc
16. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 14с. Кратко.doc
17. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 15с Кратко.doc
18. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 1с. Кратко моя.doc
19. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 1с. Кратко.doc
20. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 2с. Кратко.doc
21. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 3с. Кратко.doc
22. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 4c. Кратко.doc
23. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 5c. Кратко.doc
24. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 6с. Кратко.doc
25. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 7c. Кратко.doc
26. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 8c. Кратко.doc
27. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Конспект лекций/ОТТ. Тема 9с. Кратко.doc
28. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Метод. ТОТзаочн.doc
29. /4 курс/Теоретические основы теплотехники/Раб. пр. ТОТ.doc
10. Конвективный теплообмен
Методичні вказівки та індивідуальні завдання
Програма навчальної дисципліни Основи наукових дослiджень та технiка експерименту
Методичні вказівки та контрольні завдання для студентів заочної
Методичні вказівки до виконання індивідуальних робіт з дисципліни «Мікроекономіка» Тематика індивідуальних завдань з дисципліни «Мікроекономіка»
Методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Конструкції колісних та гусеничних транспортних засобів» для студентів напряму 050503 машинобудування /Укл.: В. К. Сидоренко, О. М. Лосіков. Дніпропетровськ: нметАУ, 2012. 50 с
Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка, електроніка і мікропроцесорна техніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань
Методичні вказівки до вивчення матеріалу кожної теми та наводяться запитання для контролю якості засвоєння тем. Даються методичні вказівки до виконання контрольної роботи, а також варіанти вихідних даних для неї
Методичні вказівки і індивідуальні завдання з дисципліни «Історія інженерної діяльності» для студентів спеціальностей 090202, 090218, 092301
Методичні вказівки до самостійного вивчення тем, передбачених програмою дисципліни «Mенеджмент», завдання до контрольної роботи та методичні вказівки до її виконання
Тема 14. Газообразное топливо и его сжигание
11. Теплообмен излучением
12. Сложный теплообмен
Топливо и его характеристики 13 Виды топлива и их особенности
Закон термодинамики
Тема термодинамические процессы
Тема основные термодинамические понятия и законы
Тема основные термодинамические понятия и законы
Тема теплоёмкость газов
Тема 15. Твердое и жидкое топливо и их сжигание >15 Расчет горения твердого и жидкого топлива Для расчета процессов горения твердого и жидкого топлива составляют материальный баланс процесса горения
Закон термодинамики
6. Теоретические основы теплотехники 1998г
7. Тепловые двигатели
8. Теоретические основы теплотехники 1998г
9. Теплопроводность
Методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни "Теоретичні основи теплотехніки" для студентів спеціальностей 090202, 090218
Національна металургійна академія україни

Тема 4. Теоретические основы теплотехники 1998г.


Тема 4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ


4.1.Схема анализа изменения состояния рабочего тела

При исследовании термодинамических процессов исполь­зуются уравнение состояния идеальных газов и математическое выраже­ние первого закона термодинамики.

При изучении термодинамических процессов идеальных газов требуется:

  1. определить уравнение кривой процесса в pv-диаграмме;

  2. установить связь меж­ду термодинамическими параметрами;

  3. определить изменение внутренней энергии рабочего тела по формуле, справедливой для всех процессов иде­ального газа,

(4.1)

4) определить величину внешней (термо­динамической) удельной работы по формуле


(4.2)

5) определить количество теплоты, уча­ствующей в термодинамическом про­цессе, по формуле

(4.3)

где cx – теплоёмкость процесса;

6) определить изменение энтальпии в тер­модинамическом процессе по формуле

(4.4)

7) определить изменение энтропии в термодинамическом процессе по формуле, справедливой для всех процессов иде­ального газа,

(4.5)

В общем случае любые два термоди­намических параметра из трех могут изменяться произвольно. Изучение ра­боты тепловых машин показывает, что наибольший интерес для практики представляют следующие основные про­цессы: при постоянном объеме (V= const); при постоянном давлении (р= const); при постоянной температуре (Т=const); при dq=0 (процесс, протекающий без теплообмена рабочего тела с окружающей средой); политропный процесс, который при определен­ных условиях можно рассматривать в качестве обобщающего по отношению ко всем основным процессам.

Чтобы получить обобщенные и про­стые формулы, уравнения первого за­кона термодинамики рассматриваются для 1 кг идеального газа.


4.2.Термодинамические процессы: изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный, политропный


4.2.1.Изохорный процесс (v=const)

Такой процесс может совершаться ра­бочим телом, находящимся в цилиндре при неподвижном поршне, если к ра­бочему телу подводится теплота от источника теплоты (см. рис. 4.1) или отводится теп­лота от рабочего тела к холодильнику. При изохорном процессе выполня­ется условие dv=0 или v=const. Уравнение изохорного процесса по­лучим из уравнения состояния идеального газа (см. &1.6) при v=const. В pv-координатах график процесса представляет собой прямую линию, параллельную оси p. Изохорный процесс может протекать с повышением давления (процесс 1-2) и с понижением (процесс 1-2’).

Запишем для точек 1 и 2 уравнения состояния: p1v=RT1; p2v=RT2. Следовательно, для изохорного процесса

(4.6)

Приращение внутренней энергии газа

(4.7)

Работа газа



так как dv=0.

Энтальпия газа iv=u+pv, а div=du+d(pv)=du+pdv+vdp=du+vdp. Поэтому

(4.8)

Энтропия



То есть



(4.9)


4.2.2.Изобарный процесс (p=const)

В p-v координатах график процесса представляет собой прямую линию параллельную оси v (рис. 4.2). Изобарный процесс может протекать с увеличением объёма (процесс 1-2) и с уменьшением (процесс 1-2’). Запишем для точек 1 и 2 уравнения состояния: pv1=RT1; pv2=RT2.

Следовательно, для изобарного процесса

(4.10)

Приращение внутренней энергии газа

Работа газа



Так как pv2=RT2, а pv1=RT1, то l=R(T2-T1).

Следовательно, газовая постоянная имеет определённый физический смысл: это работа 1 кг газа в изобарном процессе при изменении температуры на один градус.

Из выражения (4.3) следует, что в изобарном процессе q=cp(T2-T1).

В соответствии с первым законом термодинамики для изобарного процесса можно записать dq=du+pdv= du+d(pv)=di. Поэтому в изобарном процессе i=q=cp(T2-T1).

Из соотношений, характеризующих изобарный процесс, вытекает известное уравнение Майера. Так как dq=cpdT=cvdT+dl=cvdT+RdT, то R=cp-cv.

Используя выражение (4.5), можно показать, что в изобарном процессе энтропия газа


(4.11)


4.2.3. Изотермический процесс (T=const)

В p-v координатах график процесса изображается равнобокой гиперболой (рис. 4.3). Изотермический процесс может протекать как с увеличением объёма (процесс 1-2), так и с уменьшением объёма (процесс 1-2’).

Запишем для точек 1 и 2 уравнения состояния p1v1=RT; p2v2=RT. Следовательно, для изотермического процесса p1v1= =p2v2=const.

Приращение внутренней энергии газа



Работа газа

(4.12)

Теплота, подводимая в процессе

(4.13)

Изменение энтальпии газа i=u+(pv)=0.

Изменение энтропии газа

(4.14)


4.2.4.Адиабатный процесс

Адиабатный процесс – это процесс, при котором рабочее тело не обменивается теплотой с окружающей средой (dq=0). Для получения графика процесса в p-v координатах выполним некоторые преобразования.

В соответствии с первым законом термодинамики dq=cvdT+pdv=cdT, где с – теплоёмкость термодинамического процесса. Тогда можно записать, что

(4.15)

Продифференцируем уравнение состояния идеального газа и запишем

(4.16)

Так как R=cp-cv, то выражение (4.15) можно переписать с учётом (4.16) следующим образом:

(4.17)

Выполним преобразования выражения (4.17).





(4.18)

Разделим выражение (4.18) на (cv-c)pv и получим:

(4.19)

Обозначим , тогда






Следовательно

(4.20)

В адиабатном процессе dq=0, то есть cdT=0. Поэтому c=0. Значит в адиабатном процессе . Эту величину принято обозначать буквой и называть показателем адиабаты.

Поэтому в p-v координатах адиабатный процесс изображается неравнобокой гиперболой vkp=const (рис. 4.4). Так как k>1, то адиабата проходит круче гиперболы. Адиабатный процесс может протекать как с увеличением объёма (процесс 1-2), так и с уменьшением объёма (процесс 1-2’).

Запишем для точек 1 и 2 уравнения состояния p1v1=RT1; p2v2=RT2. Так как в адиабатном процессе p1v1k= p2v2k, то , , .

Приращение внутренней энергии газа

.

Так как , а , то , а . Поэтому

. (4.21)

Работа газа в адиабатном процессе выполняется за счёт его внутренней энергии. Так как в адиабатном процессе отсутствует обмен теплотой с окружающей средой, то в соответствии с первым законом термодинамики имеем l+u=0 или l =-u. Поэтому



(4.22)

Изменение энтальпии газа в адиабатном процессе может быть определено исходя из следующих соображений:



Так как , то в итоге получим

(4.23)

Энтропия газа в адиабатном процессе не изменяется, так как dq=0. Поэтому в T-s координатах адиабатный процесс изображается прямой линией, параллельной оси температур (рис.4.8).


4.2.5. Политропный процесс

Политропным процессом называется любой произвольный процесс изменения состояния рабочего тела, происходящий при постоянной теплоёмкости сп.

В политропном процессе dq=cпdT.

Для получения графика политропного процесса в p-v координатах будем придерживаться тех же рассуждений, что и при получении графика адиабатного процесса. Заменим в соотношениях, полученных при изучении адиабатного процесса, обозначение теплоёмкости с на сп и обнаружим, что pvn=const, а . В дальнейшем всё, что написано об адиабатном процессе, можно распространить на описание политропного процесса, заменяя в выражениях k на n.

Покажем, что адиабатный процесс делит все процессы на две группы: на процессы, в которых теплоёмкость больше нуля, и на процессы, в которых теплоёмкость меньше нуля.

Так как , то можно записать

; ;

; .

Из последнего выражения видно, что при n>k cп>0, а при k>n>1 cп<0.

В заключение отметим, что все рассмотренные ранее процессы – это частные случаи политропного процесса.

При n=k имеем адиабатный процесс.

При n=0 имеем р1v10= р2v20, то есть изобарный процесс (p1=p2).

При n=1 имеем р1v1= р2v2, то есть изотермический процесс.

При n= имеем или , что равносильно или , то есть изохорный процесс.

Схожі:

Тема термодинамические процессы iconКомпенсаторно-приспособительные процессы. Тема №1 Компенсаторно-приспособительные процессы: гипертрофия, гиперплазия Актуальность темы
Эти процессы сопровождаются повышением или нормализацией уровня жизнедеятельности и обеспечивают приспособление организма к измененным...
Тема термодинамические процессы iconБолезни органов пищеварительной системы
В основе этих заболеваний могут лежать различные общепатологические процессы, такие как альтерация, воспаление, гипер– и диспластические...
Тема термодинамические процессы iconБолезни органов пищеварительной системы
В основе этих заболеваний могут лежать различные общепатологические процессы, такие как альтерация, воспаление, гипер– и диспластические...
Тема термодинамические процессы iconЧисленное исследование диффузионного горения Боев Ю. А., Свеженцева А. Г., Куля А. Н., Пятышкин Г. Г
Протекая практически одновременно, эти процессы воздействуют друг на друга. При этом создаются условия, когда из-за сильной нелинейности...
Тема термодинамические процессы iconМеждународная научно методическая конференция «современное образование и интеграционные процессы»
«Современное образование и интеграционные процессы», которая состоится 14 ноября – 16 ноября 2012 года в Донбасской государственной...
Тема термодинамические процессы iconБолезни органов пищеварения. Тема 1
Болезни органов пищеварения отличаются разнообразием своих клинических и морфологических признаков, в основе которых могут лежать...
Тема термодинамические процессы iconТема Информатика и информация
Понятие информации, свойства информации. Объекты и их свойства. Информационные процессы. Информационные технологии. Способы передачи...
Тема термодинамические процессы iconТема процессы принятия решения и управление содержание процесса управления
Содержание процесса управления. Процесс управления деятельность объединенных в определенную систему субъектов управления, направленная...
Тема термодинамические процессы iconКонференция "Металлургические процессы и оборудование в современных условиях" направлена на содействие техническому и научному прогрессу, обмену научно-технической информацией и производственным опытом, развитию всестороннего сотрудничества между производственниками (металлургами и машиностроителями
АссоМ" приглашает Вас и Ваших сотрудников принять участие в международной научно-технической конференции "Металлургические процессы...
Тема термодинамические процессы iconЕффективно достигать определять процессы

Тема термодинамические процессы iconКодирование информации Информация и информационные процессы

Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи