- •Вопрос 5
- •Вопрос 6
- •Вопрос 7
- •Вопрос 8
- •Вопрос 9.Теплоемкость, методы определения теплоемкости.
- •Теплоемкость газов
- •Вопрос 10
- •Вопрос 11
- •4.2.5. Политропный процесс
- •Вопрос 12
- •5.2.Обратимые и необратимые процессы
- •5.3.Круговые термодинамические процессы или циклы
- •5.4.Термический коэффициент полезного действия
- •5.5.Аналитическое выражение второго закона термодинамики
- •5.5.1.Цикл Карно
- •5.5.2.Соотношения, связанные с циклом Карно
- •Вопрос 13-16
- •Вопрос 17
- •Вопрос 18
- •Вопрос 19.
- •Вопрос 20
- •21. Уравнение термодинамического состояния для реального газа, коэффициент сжимаемости газа. Критические Tкр и pкр, приведенная температура и давление.
- •22. Круговые циклы холодильных установок, особенности обратных циклов. Холодильный коэффициент.
- •23. Круговые циклы тепловых двигателей. Термический кпд цикла и его значение для оценки работы теплового двигателя.
- •24. Определение количества теплоты в изобарном и изохорном процессе.
- •27 Вопрос. Теплообмен теплопроводностью. Основной закон теплопроводности. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности . Теплопроводность через плоскую стенку.
- •28 Вопрос. Конвекция свободная и вынужденная. Основной закон конвективного теплообмена Ньютона-Рихмана. Теория подобия. Коэффициент теплоотдачи.
- •Закон Ньютона — Рихмана
- •Коэффициент теплоотдачи
- •Вопрос 29
- •Вопрос 30
- •Вопрос 31
- •Вопрос 32. Назначение и классификация теплообменных аппаратов
- •Вопрос 33,34. Назначение и классификация котельных установок.
- •Вопрос 35. Топочные устройства
- •38. Сущность процесса горения топлива. Теоретический и действительный расход воздуха. Продукты сгорания топлива.
- •40. Изображение цикла паросиловой установки в координатах pv , Ts , hs. Термический кпд цикла. Пути интенсификации цикла.
- •Вопрос 41
- •Вопрос 42
- •Вопрос 43
- •Вопрос 44
5.5.2.Соотношения, связанные с циклом Карно
Для обратимого цикла Карно имеем
Откуда
или
Учитывая, что теплота q1 положительна, а теплота q2 отрицательна, запишем
или
(5.6)
Отношение называется приведенной теплотой.
Из уравнения (5.6) следует, что в обратимом цикле Карно алгебраическая сумма приведенных теплот равна нулю.
Нетрудно показать, что равенство (5.6) справедливо не только для цикла Карно, но и для любого обратимого цикла. С этой целью рассмотрим в pv-диаграмме произвольный обратимый цикл (рис. 5.4).
П
Рис. 5.4. Представление произвольного
обратимого кругового процесса в виде
суммы бесконечно малых циклов Карно
Работа расширения по адиабате fg цикла efgh равна работе сжатия по адиабате gf цикла fmng. Таким образом, адиабатные процессы, в конечном счете, не влияют на величину работы, теплота же во время этих процессов не подводится и не отводится. Суммарное действие элементарных циклов сводится к совокупному действию элементарных процессов ef, fm, ng, gh и т. д., то есть одинаково с действием кругового процесса по контуру ABCD.
Для каждого элементарного цикла Карно справедливо соотношение (5.6). Суммируя эти соотношения для всех элементарных циклов, для рассматриваемого произвольного цикла получим
(5.7)
где k – количество элементарных циклов.
В пределе для бесконечно большого числа этих элементарных циклов, то есть для цикла ABCD получим
С учетом (5.7) имеем
(5.8)
Известно, если интеграл по замкнутому контуру равен нулю, то подынтегральное выражение представляет собой полный дифференциал некоторой функции состояния. В термодинамике отношение dq/T принято считать полным дифференциалом функции состояния s, называемой энтропией, то есть
или
(5.9)
Уравнение (5.8), полученное Клаузиусом в 1834 г., представляет собой математическое выражение второго закона термодинамики для обратимого цикла и называется первым интегралом Клаузиуса.
Термический к. п. д. необратимого цикла меньше, чем термический к. п. д. цикла Карно из-за потерь части подведенного к рабочему телу тепла в окружающую среду. Таким образом
и
Отсюда
или
(5.10)
Учитывая, что теплота q2 — величина отрицательная, неравенство (5.10) можно представить в виде
или
(5.11)
Неравенство (5.11) показывает, что алгебраическая сумма приведенных теплот для необратимого цикла Карно меньше нуля, то есть является величиной отрицательной.
Для произвольного необратимого цикла, составленного из бесконечно большого количества необратимых элементарных циклов, имеем
(5.12)
Неравенство (5.12) представляет собой математическое выражение второго закона термодинамики для произвольного необратимого цикла и называется вторым интегралом Клаузиуса.