- •Министерство образования , науки, молодежи и спорта
- •Содержание
- •Раздел 1. Термические параметры состояния 6
- •Лекция №1
- •Введение
- •Раздел 1
- •1. Термические параметры состояния
- •1.1 Давление
- •1.2 Температура.
- •1. 3 Связь между параметрами состояния
- •1.4 Калорические параметры состояния. Внутренняя энергия
- •1.4 Параметры процесса Работа и теплота
- •Контрольные вопросы
- •2.2 Первый закон термодинамики для закрытой системы
- •Лекция № 3
- •Раздел 3
- •3. Основные термодинамические процессы идеального газа
- •3. 1 Законы идеального газа
- •3.2 Изохорный процесс
- •3.4 Изобарный процесс
- •3.5 Изотермический процесс
- •3.6 Адиабатный процесс
- •3.7 Политропные процессы и их обобщающие значения
- •Контрольные вопросы.
- •Лекція № 4
- •4. Второе начало термодинамики
- •4.1 Общие понятия
- •4.2 Круговые процессы ( циклы) тепловых машин
- •Цикл Отто
- •Цикл Дизеля
- •4.3 Устройство четырехтактного двигателя.
- •4. 4. Двухтактные двигатели.
- •4.5. Индикаторная мощность
- •4.6. Наддув.
- •4.7. Тепловой баланс и показатели экономичности двс.
- •4.8. Основные конструктивные элементы двс.
- •4.9. Термодинамический цикл газотурбинной установки (гту) с изобарным подводом теплоты
- •Контрольные вопросы.
- •Раздел 5
- •5. Общие свойства жидкостей и паров
- •5.1 Основные параметры состояния жидкости и пара
- •Теплота парообразования.
- •5.2 Диаграмма состояния воды и водяного пара I-s
- •Лекция № 6
- •Раздел 6
- •6. Влажный воздух
- •Лекция № 7
- •Раздел 7
- •7. Основы теплообмена
- •7.1. Общие понятия.
- •8.2. Перенос теплоты теплопроводностью через плоскую стенку.
- •Лекция № 8
- •Раздел 8
- •8. Конвективный теплообмен.
- •8.1 Подобие процессов конвективного теплообмена. Числа подобия.
- •Контрольные вопросы.
- •1. Закон Планка. Интенсивность излучения абсолютно черного тела js,λ и любого реального тела Jλ зависит от температуры т и длины волны λ.
- •3. Закон Стефана (1879 г.) – Больцмана (1884 г.).
- •9.2. Теплообмен между твердыми телами
- •При установке экрана
- •Контрольные вопросы.
- •Учебно-методические материалы
- •Конспект лекций Теоретические основы теплотехники
3.5 Изотермический процесс
Процесс осуществляется по изотерме при T = const.
В общем случае в ходе процесса изменяются давление p и удельный объём v. Общее уравнение p = f(v;T=cоnst).
Для идеального газа на изотерме давление и объём связаны уравнением pv = const. На p – v диаграмме изотерма изображается равнобокой гиперболой 1 – 2
Изотермы реальных веществ имеют более сложный характер, но так как у любых веществ величина (dv/dp)T всегда отрицательна, то на изотерме везде с увеличением давления уд. объём уменьшается.
Р V1
1
V2
l1-2 2
V
Т
q1-2
0 S1 S2 S
Работа изменения объёма в изотермическом процессе
Используя уравнение Клапейрона, выражение для этой работы в изотермическом процессе можно получить в таком виде:
l 1-2 = RT ln (p1/p2) = p1v1 ln(v2/v1) = p1v1ln(p1/p2). (3.9).
Удельная техническая работа
Количество теплоты в процессе можно определить, исходя из общего состояния dq = Tds. Так как T =const, то
q1-2 = T(S2 - S1), (3.10).
что справедливо для всех газов и паров.
Изменение внутренней энергии и энтальпии тела
du=CvdT=0, dh=CPdT=0.
На T-S диаграмме процесс изображается прямой линией, располагаемой горизонтально. Удельная работа равна по. 1,2S2S1. Если энтропия возрастает – теплота подводится к телу и газ расширяется, если убывает – газ сжимается и теплота отводится.
Изменение энтропии в процессе для реального газа
S2(p2 T ) – S1(p1T) = (3.11).
Для идеального газа S2 – S1=R·ln(v2- v1). (3.12).
Так как в этом процессе подвод теплоты к системе не приводит к изменению температуры, то теплоемкость в нем бесконечно велика. В изотермическом процессе вся подведенная теплота преобразуется в работу изменения объёма и сам процесс оказывается наиболее эффективным. С учетом , что du =0 следует,что dq = d = pdv.
Пример 3.3. В компрессоре сжимается воздух массой 2 кг при постоянной температуре 2000С от p1 = 0,1 МПа до р2=2,5 МПа. Найти массу воды mВ, необходимую для охлаждения сжимаемого воздуха, если начальная температура воды 150С, а конечная 500С, удельная теплоемкость воды СВ = 4,19 кДж/(кг0С); RВОЗ.=287,1 Дж/(кгК)
Р е ш е н и е . 1. Найдем работу сжатия L1,2:
L1,2 = 2,3m*RТlg (p1/p2)= 2,3*2*287,1*473*lg(0,1/2,5) = -2,3*2*287,1*473*1,398=
=- 866*103 Дж.
2. Так как в изотермическом процессе Q1,2= L1,2, то Q1,2= - 866 кДж и
Q1,2= mвсв(t˝в - t΄в), из этого уравнения
mВ=