"Термодинамика" и "Теплопередача". Список вопросов: Термодинамика. Метод и законы. Основные понятия и определения термодинамики. Параметры состояния и уравнения состояния. Отличия между идеальным и реальным газом. Термодинамическая и потенциальная работы."P-v" координаты. Теплоемкость. Определение теплоемкости веществ. Диаграмма фазовых состояний. Критические параметры. Расчет характеристик смеси. Смеси идеальных и реальных газов. Математическое выражение первого начала термодинамики. Первое начало термодинамики по внешнему балансу и балансу рабочего тела. Первое начало термодинамики в аналитической форме. Первое начало термодинамики для идеального газа. Принцип существования энтропии идеального газа. Процессы изменения состояния (изобара, изохора, изотерма и адиабата) в "P-v" и "T-s" координатах. Политропа с постоянным и переменным показателем. Показатели политропы. Работа в термодинамических процессах простых тел. Теплообмен в термодинамических процессах простых тел. Процессы изменения состояния идеальных газов. Работа и теплообмен в политропных процессах идеальных газов. Круговые процессы. КПД и холодильный коэффициент. Обратимый цикл Карно. КПД и холодильный коэффициент. Математическое выражение второго начала термостатики. Следствия второго начала термостатики. "T-s" координаты. Математическое выражение второго начала термодинамики. Пары. Процессы парообразования в "P-v" и "T-s" координатах. Д.У. парообразования. Определение параметров влажного насыщенного и перегретого пара. Диаграммы состояния для паров. Истечение жидкостей и газов. Основные расчетные соотношения. Истечение несжимаемой жидкости. Особенности истечения сжимаемой жидкости. Кризис истечения. Режимы истечения. Форма сопла. Дросселирование. Эффект Джоуля-Томсона. Основные понятия. Теплопередача. Основные формы передачи теплоты и законы. Теплопроводность. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Условия однозначности. Теплопроводность через однослойные стенки. Теплопроводность через многослойные стенки. Теплопередача через плоские стенки. Теплопередача через криволинейные стенки. Критический диаметр трубопровода. Интенсификация процессов теплопередачи. Теплоотдача. Закон Ньютона-Рихмана. Коэффициент теплоотдачи. Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена. Основные понятия. Понятия о теории подобия. Понятия о методе анализа размерности. Уравнения подобия конвективного теплообмена. Общий и частные случаи. Теплоотдача при движении жидкости в трубе. Теплоотдача при движении жидкости поперек трубы и пучка труб. Теплообмен при свободном движении жидкости. Особенности теплообмена в узких щелях.

Вопрос № 1.Метод и законы.

Теоретической основой теплотехники являются термодинамика и теплопередача.

Термодинамика - наука, изучающая законы превращения энергии и особенности процессов этих превращений.

В основу термодинамики положены основные законы или начала.

1НТ характеризует собой количественное выражение закона сохранения и превращения энергии: «энергия изолированной системы при всех изменениях происходящих в системе сохраняет постоянную величину».

2НТ характеризует качественную сторону и направленность процессов, происходящих в системе. Второе начало термодинамики отражает принципы существования абсолютной температуры и энтропии, как функций состояния, и возрастания энтропии изолированной термодинамической системы. Важнейшим следствием второго начала является утверждение о невозможности осуществления полных превращений теплоты в работу.

3НТ (закон Нерста) гласит о том, что при абсолютном нуле температур все равновесные процессы происходят без изменения энтропии.

Метод термодинамики заключается в строгом математическом развитии исходных постулатов и основных законов, полученных на основе обобщения общечеловеческого опыта познания природы и допускающих прямую проверку этих положений во всех областях знаний

Система–тело или совокупность тел, нах-ся в мех.и тепл.взаимодействии

Системы делятся на закрытые и открытые системы.

Закрытая система–система, в которой количество вещества остаётся постоянным при всех происходящих в ней изменениях.

Закрытые системы делятся на изолированные и неизолированные системы.

Изолированная система – система, у которой нет энергетического взаимодействия с внешней средой.

Гомогенная - система, состоящая из одной фазы вещества или веществ.

Однородная - гомогенная система, неподверженная действию гравитационных, электромагнитных и других сил и имеющая во всех своих частях одинаковые свойства.

Гетерогенная - система, состоящая из нескольких гомогенных частей (фаз), отделенных поверхностью раздела.

Равновесным состоянием системы-состояние системы, которое может существовать сколь угодно долго при отсутствии внешнего воздействия.

Термодинамическая система – объект изучения термодинамики – система, внутреннее состояние которой может быть описано независимых переменных, которые называются параметрами состояния.

Простое тело – тело, у которого два параметра состояния.

Идеальный газ – тело, у которого один параметр состояния.

Вопрос №2.

Параметры состояния - физические величины, характеризующие внутреннее состояние термодинамической системы. Параметры состояния термодинамической системы подразделяются на два класса: интенсивные и экстенсивные.

Интенсивные свойства не зависят от массы системы, а экстенсивные - пропорциональны массе.

Термодинамическими параметрами состояния называются интенсивные параметры, характеризующие состояние системы.

Простейшие параметры:

1. - абсолютное давление- численно равно силе F, действующей на единицу площади f поверхности тела ┴ к последней, Па=Н/м²

2. - удельный объём-это объем единицы массы вещества.

3. Температура есть единственная функция состояния термодинамической системы, определяющая направление самопроизвольного теплообмена между телами.

Уравнение состояния для простого тела- .

Термодинамический процесс – непрерывная последовательность равновесных состояний.

Уравнение термодинамического процесса – уравнение вида .

Внутренняя энергия – полный запас энергии, определяемый внутренним состоянием. .

Удельная энергия - , .

Элементарное изменение внутренней энергии - .

Количество теплоты - , .

Удельная теплота - , .

Элементарное количество теплоты - .

Теплообмен – процесс передачи энергии путём передачи теплоты.

Термодинамическая работа – работа, вызванная изменением объёма, .

Удельная работа - .