Вопросы для самоконтроля

1. Какие основные вопросы рассматриваются в технической тер­модинамике?

2. Что называется равновесным состоянием?

3. Что такое термодинамические процессы и как они протекают?

4. Что называется термодинамической системой?

5. Дать определение гомогенной и гетерогенной системам.

6. Что называется функцией состояния?

7. Дать определение круговому процессу (циклу).

8. Какие существуют формы передачи энергии от одних тел к другим?

2. Параметры состояния

Величины, характеризующие состояние рабочего вещества называются параметрами состояния.

Параметры, которые можно измерить, называются основными. К основным параметрам рабочих веществ (пары или газы) относятся давление, плотность, удельный объем и температура.

Давление

Давление – это есть средний результат ударов молекул газа о стенки сосуда, в котором он находится. Давление измеряется силой, приходящейся на единицу площади поверхности. За единицу силы в системе СИ принят ньютон (Н):

1Н = ;

за единицу давления – паскаль (Па), равный ньютону на квадратный метр:

1Па = .

Эта единица давления очень мала, и пользоваться ей не всегда удобно. Для измерения больших давлений применяют единицы: килопаскаль(кПа) имегапаскаль(МПа). При этом: 1кПа= 10Па; 1МПа= 10Па.

Исторически сложилось так, что в технике до сих пор широко используются ещё и внесистемные единицы давления.

Так, большие давления измеряют в технических атмосферах(ат) или вбарах(бар):

1 ат=Па;

1 бар= 10Па.

Малые давления измеряют в миллиметрах водяного столба (мм в.ст.) или в миллиметрах ртутного столба (мм рт.ст.). Обычно мм рт.стиспользуют для измерения атмосферного давления. Величина атмосферного давления, равная 760мм рт.ст., называетсяфизическая атмосфера(атм).

В термодинамике за параметр состояния рабочего вещества принимают абсолютное давление.

В технике давление выше атмосферного измеряют приборами, которые называются манометрами, а ниже атмосферного – вакууметрами. Все эти приборы показывают разницу между давлением в сосуде и атмосферным давлением. Поэтому для определения абсолютного давления рабочего вещества необходимо еще знать атмосферное давление, которое измеряется барометром. Таким образом, абсолютное давление обычно подсчитывается по показаниям двух приборов. Если абсолютное давление больше атмосферного, то оно рассчитывается по показаниям барометра и манометра, т.е.

(2.1)

где - атмосферное давление, определяемое барометром;

- давление по манометру (манометрическое, избыточное над атмосферным).

Если абсолютное давление меньше атмосферного, то оно подсчитывается по показаниям барометра и вакууметра, т.е.

, (2.2)

где - давление вакуума, недостающее до атмосферного.

При удалении от поверхности земли атмосферное давление понижается. В пределах тропосферы (до высоты 11000 м) закон падения давления описывается формулой:

, (2.3)

где - барометрическое давление (мм рт.ст.) в тропосфере при температуре

ртути 0;

- барометрическое давление (мм рт.ст.) на уровне моря при

температуре ртути 0;

Н - высота над уровнем моря, м.

При измерении давлений высотой столба жидкости необходимо учитывать изменение плотности жидкости в приборе в зависимости от температуры. При отклонении температуры жидкости в приборе от 0показание прибора приводят к температуре 0 по формуле (для ртутного барометра):

, (2.4)

где - атмосферное давление при температуре ртути 0,мм рт.ст.;

В - высота ртутного столба в барометре при температуре ртути ,мм рт. ст.

Можно также для ртути воспользоваться таблицей поправок:

Отклонение температуры ртутного столба от 0 С	5	10	15	20	25	30
Поправка х в мм на 1000 мм рт. ст.	0,87	1,72	2,59	3,45	4,31	5,17

и измеренное ртутным барометром атмосферное давление В при температуре t привести к температуре ртути 0по формуле:

. (2.5)

Таким образом, формулы (2.1) и (2.2) можно представить следующим образом:

, (2.6)

. (2.7)