Способы измерения расходов теплоносителей и учета тепловой энергии в системах отопления и гвс.
Основные газовые законы. Уравнение состояния идеального газа.
Определение:Если в термодинамической системе меняется хотя бы один из параметров любого входящего в систему тела, то в системе происходит термодинамический процесс.
Основные термодинамические параметры состояния Р, V, Тоднородного тела зависят один от другого и взаимно связаны уравнением состояния:F (P, V, Т).Для идеального газа уравнение состояния записывается в виде:
P × v = R × T
где: P– давление; v – удельный объем;T– температура;R– газовая постоянная (у каждого газа свое значение).
Если известно уравнение состояния, то для определения состояния простейших систем достаточно знать две независимые переменные из трех Р = f1 (v, т); v = f2 (Р, Т); Т = f3 (v, Р).
Какой параметр остается неизменным в адиабатическом процессе и почему?
Адиабатный процесс: S-const
1)
,
где
– показатель адиабаты
|
k |
газы |
|
1,66 |
одноатомные |
|
1,41 |
двухатомные |
|
1,33 |
трехатомные |
(все поступающее тепло тратится на изменение объема и давления, а энтропия остается неизменной).
2) ds=0 (s- const)
;
Энтропия
Теплота qне является функцией состояния, количество теплоты выделившейся или поглотившейся в процессе зависит от самого процесса. Функцией состояния является энтропия обозначаетсяSразмерность [Дж/К]
dS=dQ/T
где dS– дифференциал энтропии;dQ– дифференциал теплоты;Т– абсолютная температура;
Удельная энтропия- отношение энтропии тела к его массе. Удельная энтропияsявляется справочной величиной. Удельная энтропия - функция состояния вещества, принимающая для каждого его состояния определенное значение:
s = f (Р, v, Т) [Дж/(кгK)]
Что такое энтальпия? Как изменяется энтальпия в процессе дросселирования идеального газа?
Энтальпия
В прошлом столетии Гиббс ввел в практику тепловых расчетов новую функцию - энтальпию.
Определение:Энтальпия это сумма внутренней энергии тела и произведения давления на объем;
I = U + PV; [кДж]
где: I– энтальпия;U–внутренняя энергия;P– давление;V-объем.
С каждым состоянием термодинамической системы связано одно вполне определенно значение энтальпии, и поскольку энтальпия является функцией состояния, то она может быть представлена в виде функции двух любых других параметров состояния:
,
,
Удельная энтальпияi[кДж/кг] это отношение энтальпии тела к его массе. Удельная энтальпия это параметр состояния. Значение удельной энтальпии пара и воды при определенном давлении и температуре можно найти в справочнике. Пользуясь этими данными, можно определить количество теплоты участвующее в процессе или работу процесса.
В изобарном процессе количество тепла определяется разностью конечной и начальной энтальпии q=i2-i1.
Первый закон термодинамики и его записи через внутреннюю энергию и энтальпию.
Первый закон термодинамики
Внутренняя энергия может изменяться только под влиянием внешних воздействий, то есть в результате сообщения системе количества теплоты Qи совершения над ней работы (- А):
или
Это выражение представляет собой закон сохранения энергии в применении к макроскопическим системам и является математической формулировкой I-го начала термодинамики:
Изменение внутренней энергии термодинамической системы ΔU равно разности полученного количества теплоты Q и работы A, совершенной системой.
Количество тепла, сообщенное системе, идет на приращение внутренней энергии системы и на совершение системой работы над внешними телами.
Первый закон термодинамики является законом сохранения энергии для тепловых процессов. Согласно ему A = Q – ΔU. Этот закон говорит о том, что любая машина (любой двигатель) может совершать работу только за счет получения извне некоторого количества теплоты или уменьшения своей внутренней энергии. Многие изобретатели пытались построить машины, которые совершали бы работу, не тратя никакой энергии. Эти машины назывались вечными двигателями первого рода.
Вечный двигатель первого рода не возможен – таков вывод из первого закона термодинамики.
Теплота и работа являются двумя единственно возможными формами передачи энергии от одних тел к другим.