1. Техническая термодинамика. Основные понятия: термодинамическая система, рабочее тело, основные параметры состояния.

Техническая термодинамика (ТТ) – раздел науки в котором рассматривается взаимодействие превращения тепловой и механической энергии.

ТТ базируется на 1 и 2 законах термодинамики и является основой теории тепловых двигателей и других промышленных установок. Основным понятием ТТ является периодичность системы ТДС под которой подразумевается совокупность тел или частиц одного типа находящихся во взаимодействии как между собой так и с окружающей средой.

Основные термодинамические параметры состояния.

1. р – давление

Параметром состояния ТДС является абсолютное давление.

Р_м – избыточное монометрическое давление, Р_б – атмосферное, барометрическое давление.

Р = Р_б – Р_в

Р_в – давление вакуума.

2. Температура.

Параметром состояния системы является только абсолютная температура.

Т = t + 273.16

Термодинамический процесс.

Основные параметры состояния p, U,T связанные между собой математической зависимостью: F(p,U,T)=0, которая в термодинамике называется уравнением состояния.

Процесс изменения состояния может быть равновесным или не равновесным, может быть обратимым и не обратимым.

2. Реальный газ. Уравнение Ван-дер-Ваальса и Вукаловича-Новикова.

Реальный газ, газ, свойства которого существенно зависят от взаимодействия молекул. В обычных условиях, когда средняя потенциальная энергия взаимодействия молекул много меньше их средней кинетической энергии, свойства Р. г. незначительно отличаются от свойств идеального газа и к Р. г. применимы законы, установленные для идеального газа. Отличие свойств Р. г. от идеального становится особенно значительным при высоких давлениях и низких температурах, когда начинают проявляться квантовые эффекты.

Отличается от идеального газа существованием взаимодействия между его частицами (молекулами, атомами). При малых плотностях наличие межмолекулярного взаимодействия учитывается вириальным уравнением состояния реального газа:

pV = RT[1 + B(T)/v + C(T)/v2 + ...],

где p - давление, v - мольный объем, Т - абсолютная температура, R - газовая постоянная, В(Т), С(Т) и т. д. - вириальные коэффициенты, зависящие от температуры и характеризующие парные, тройные и т. д. взаимодействия частиц в газе. Существуют и др. полуэмпирические и теоретические уравнения состояния реального газа, напр. уравнение Ван-дер-Ваальса.

3. Теплоёмкость газов. Зависимость теплоёмкости от температуры. Теплоёмкость смеси газов.

В термодинамических процессах в общем случае к рабочему телу либо подводится либо отводится. Для анализа процесса необходимо знать количество подводимой или отводимой теплоты. Для этого пользуются понятием теплоёмкости газов.

Удельной теплоёмкостью С_х рабочего тела в данном процессе называется количество теплоты dg, которое надо сообщить единице количества газа в данном процессе, чтобы повысить его температуру на 1 градус С.

т.к количество вещества может задаваться либо массой, либо объёмом, либо числом кМолей, в термодинамике различают теплоемкости: массовую, объёмную и мольную.

- массовая, - объёмная, - мольная.