Ответы на вопросы для проверки остаточных знаний по предмету «Теплотехника»

Раздел «Термодинамика».

1. Какие параметры состояния Вы знаете? Дайте их определение с точки зрения мкт. В каких единицах в системе си они измеряется?

Параметрами состояния вещества являются:

1. Абсолютная температура характеризует тепловое состояние тела.

С точки зрения молекулярно-ки­нетической теории темпе­ратура есть мера интенсивности теплового движения молекул. Ее численное значение свя­зано с величиной средней кинетиче­ской энергии молекул вещества.

В системе СИ единицей измере­ния температур является кельвин (К); на практике широко применя­ется градус Цельсия (°С). Соотно­шение между ними имеет вид:

Т, К= t °С + 273,15

2. Абсолютное давление обусловлено вза­имодействием молекул рабочего те­ла с поверхностью.

С точки зрения МКТ абсолютное давление характеризует силовое воздействие молекул на ограничивающие объем поверхности.

Международной системе СИ давление измеряется в паскалях Па=Н/м².

3. Удельный объем v - это объем единицы массы вещества.

v=V/M ,

где V – объем, М – масса.

В системе СИ единица измере­ния удельного объема есть м³/кг.

Удельный объем – величина обратная плотности: v=1/r

2. Дайте определение идеального и реального газа.

Идеальным называется газ, молекулы которого не имеют объема и обладают только кинетической энергией посту­пательного, вращательного и коле­бательного движения частиц. Силы межмолекулярного взаимодействия между молекулами идеального газа отсутствуют.

Реальный газ отличается от идеального тем, что молекулы его имеют объем. Молекулы реального газа обладают кинетической и потенциальной энергией межмолекулярного взаимодействия. Между ними существуют силы межмолекулярного притяжения и отталкивания.

3. Покажите связь между параметрами состояния для произвольной и заданной массы идеального газа (ур. Менделеева-Клапейрона).

Основным уравнением, описывающим состояние идеального газа, является уравнение Менделеева-Клапейрона.

Для произвольной массы газа оно имеет вид:

где р – абсолютное давление газа, v – удельный объем, R - газовая постоянная, Т – абсолютная температура.

Для заданной массы газа оно имеет вид:

,

где М – масса газа.

4. Какие виды энергии включает внутренняя энергия? в каких единицах в системе си она измеряется? Как определить изменение внутренней энергии системы?

Внутренняя энергия системы включает в себя:

1) кинетическую энергию посту­пательного, вращательного и коле­бательного движения частиц;

2) потенциальную энергию вза­имодействия частиц;

3) энергию электронных оболо­чек атомов;

4) внутриядерную энергию.

В большинстве теплоэнергетиче­ских процессов две последние со­ставляющие остаются неизменными. Поэтому под внут­ренней энергией в теплотехнике понимают кинетическую и потенциальную энергию.

Внутренняя энергия обозначается U и измеряется в системе СИ в Дж.

Изменение внутренней энергии Du в термодинамическом процессе не зависит от характера процесса, а определяется только на­чальным и конечным состояниями тела:

где u₁ - значение внутренней энер­гии в начальном состоянии, а u₂ - в конечном.