- •Министерство образования и науки
- •1. Основные термодинамические понятия и определения
- •Вопросы для самоконтроля
- •2. Параметры состояния
- •Давление
- •Плотность
- •Удельный объем
- •Температура
- •Нормальные условия
- •Вопросы для самоконтроля
- •3. Законы идеальных газов
- •Закон Бойля-Мариотта
- •Закон Гей-Люссака
- •Закон Авогадро
- •Вопросы для самоконтроля
- •4. Смеси идеальных газов
- •Вопросы для самоконтроля
- •5. Теплоёмкость газов
- •Вопросы для самоконтроля
- •6. Первый закон термодинамики
- •Вопросы для самоконтроля
- •7. Основные термодинамические процессы идеальных газов
- •Изохорный процесс
- •Уравнение процесса
- •Располагаемая (полезная) внешняя работа
- •Изобарный процесс
- •Уравнение процесса
- •Располагаемая (полезная) внешняя работа, равная нулю:
- •Изотермический процесс
- •Уравнение процесса
- •Располагаемая работа, равная работе расширения (сжатия) процесса:
- •Адиабатный процесс
- •Уравнение процесса:
- •Зависимости между параметрами в адиабатном процессе:
- •Располагаемая работа в k раз больше работы процесса:
- •Политропный процесс
- •Уравнение процесса:
- •Зависимости между параметрами в политропном процессе:
- •Изображение процессов в координатах p-V
- •Вопросы для самоконтроля
- •Литература
Располагаемая (полезная) внешняя работа
l = – = v( p– p)10, кДж / кг, (7.5)
где p и p – давление в начале и в конце процесса, Па .
Тепло, участвующее в процессе и идущее на изменение внутренней энергии газа,
q = u = c( T- T), кДж / кг.(7.6)
Изобарный процесс
Процесс, протекающий при постоянном давлении ( dp = 0, или p = const ), называют изобарным.
Уравнение процесса
v = T . (7.7)
Графическую линию процесса называют изобарой.
Зависимость между параметрами описывается законом Гей-Люссака (объёмы пропорциональны температурам):
= . (7.8)
Теплоёмкость процесса – c, кДж / (кг град).
Изменение внутренней энергии одного кг газа определяется по формуле (7.3):
u = u- u = c( T-T ), кДж / кг.
Внешняя работа процесса при v = const определяется из уравнения:
l = = 10p(v- v) = R(T- T), кДж / кг, (7.9)
где p – давление в процессе, Па .
Располагаемая (полезная) внешняя работа, равная нулю:
l = – = 0. (7.10)
Тепло процесса, равное изменению энтальпии газа:
q = i = c ( T- T ), кДж / кг. (7.11)
Изотермический процесс
Процесс, протекающий при постоянной температуре ( dT = 0, или T = const ), называют изотермическим.
Уравнение процесса
pv = RT = const . (7.12)
Графическую линию процесса называют изотермой.
Зависимость между параметрами описывается законом Бойля-Мариотта (давления обратно пропорциональны объёмам):
= . (7.13)
Теплоёмкость процесса c = .
Внутренняя энергия и энтальпия газа в процессе не изменяются:
u = 0, i = 0. (7.14)
Внешняя работа (расширения или сжатия) процесса определяется из уравнения:
l = = RT= RTln = RT ln=
= 10pvln= 10pvln,кДж / кг, (7.15)
где p и p – давление в начале и в конце процесса, Па .
Располагаемая работа, равная работе расширения (сжатия) процесса:
l = l . (7.16)
Тепло процесса, равное внешней работе процесса:
q= l,кДж / кг.(7.17)
Адиабатный процесс
Процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой (dq = 0), называют адиабатным.
Уравнение процесса:
pv = const , (7.18)
где k = 1 – показатель адиабаты.
Графическую линию процесса называют адиабатой.