Тема 4. Термодинамические процессы. — КиберПедия 

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Тема 4. Термодинамические процессы.



4.1. Метод исследования т/д процессов.

4.2. Изопроцессы идеального газа.

4.3. Политропный процесс.

Метод исследования т/д процессов.

Как сказано выше первый закон т/д устанавливает взаимосвязь между количеством теплоты, внутренней энергией и работой. При этом, количество теплоты подводимое к телу или отводимое от тела зависит от характера процесса.

К основным т/д процессам относятся: изохорный, изотермический, изобарный и адиабатный.

Для всех этих процессов устанавливается общий метод исследования, который заключается в следующем:

· выводится уравнение процесса кривой Pυ и TS – диаграммах;

· устанавливается зависимость между основными параметрами рабочего тела в начале и конце процесса;

· определяется изменение внутренней энергии по формуле, справедливой для всех процессов идеального газа:

Du = с|0t2·t2 - с|0t1·t1. (4.1)

 

или при постоянной теплоемкости DU = m·сv·(t2 - t1); (4.2)

вычисляется работа: L = P·(V2 – V1); (4.3)

определяется количество теплоты, участвующее в процессе:

q = cx·(t2- t1); (4.4)

определяется изменение энтальпии по формуле, справедливой для всех процессов идеального газа:

Di = (i2 – i1) = с|0t2·t2 – с|0t1·t1, (4.5)

или при постоянной теплоемкости: Di = сp·(t2 – t1); (4.6)

определяется изменение энтропии:

Ds = cv·ln(T2/T1) + R·ln(υ 2 1) ; (4.7)

Ds = cp·ln(T2/T1) - R·ln(P2/P1) ; (4.8)

Ds = cv·ln(T2/T1) + cp·ln(υ 2 1) . (4.9)

Все процессы рассматриваются как обратимые.

Изопроцессы идеального газа.

1). Изохорный процесс (Рис.4.1).

n = Const , n 2 = n 1. (4.10)

Уравнение состояния процесса:

P2 / P1 = T2 / T1. (4.11)

Так как υ 2 = υ 1, то l = 0 и уравнение 1-го закона т/д имеет вид:

q = Du = = сv·(t2 - t1); (4.12)

 

2). Изобарный процесс (Рис.4.2).

P = Const , P2 = P1

Уравнение состояния процесса:

n 2 /n 1 = T2 / T1 , (4.13)

Работа этого процесса:

l = P·(n 2 - n 1). (4.14)

Уравнение 1-го закона т/д имеет вид:

q = Du + l = ср·(t2 - t1); (4.15)

3). Изотермический процесс (Рис.4.3).

Т = Const , Т2 = Т1

Уравнение состояния:

P1 / P2 = n 2 / n 1 , (4.16)

Так как Т2 = Т1, то Du = 0 и уравнение 1-го закона т/д будет иметь вид:

q = l = R·T·ln(n 2/n 1), (4.17)

или q = l = R·T·ln(P1/P2), (4.18)

где R = Rh/ h – газовая постоянная [Дж/(кг·К)].

4). Адиабатный процесс (Рис.4.4).

В данном процессе не подводится и не отводится тепло, т.е. q =0.

Уравнение состояния:

P· n l = Const, (4.19)

где l = cp / cv – показатель адиабаты.

Уравнение 1-го закона т/д будет иметь вид:

l = -Du = = -сv·(t2 – t1) = сv·(t1 – t2), (4.20)

или

l = R·(T1 – T2) / (l -1); (4.21)

l = R·T1·[1 – (n 1/ n 2) l -1] /(l – 1); (4.22)

l = R·T2·[1 – (P2/P1) (l -1)/ l] /(l – 1). (4.23)

Политропный процесс.

Политропным процессом называется процесс, все состояния которого удовлетворяются условию:



P· nn = Const, (4.24)

где n – показатель политропы, постоянная для данного процесса.

Изобарный, изохорный, изотермический и адиабатный процессы являются частными случаями политропного процесса (Рис.4.5):

при n = ± ¥ n = Const, (изохорный),

n = 0 P = Const, (изобарный),

n = 1 T = Const, (изотермический),

n = l P· n = Const, (адиабатный).

Работа политропного процесса определяется аналогично как при адиабатном процессе:

l = R·(T1 – T2) / (n – 1); (4.25)

l = R·T1·[1 – (n 1/ n 2) n-1] /(n – 1); (4.26)

l = R·T2·[1 – (P2/P1) (n-1)/ n] /(n – 1). (4.27)

Теплота процесса:

q = cn ·(T2 – T1), (4.28)

где cn = cv ·(n - l)/(n – 1) – массовая теплоемкость (4.29)

политропного процесса.

 

 

Тема 5. Термодинамика потока.

5.1. Первый закон термодинамики для потока.

5.2. Критическое давление и скорость. Сопло Лаваля.

5.3.Дросселирование.






Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...



© cyberpedia.su 2017 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав

0.005 с.