- •1 Основные положения молекулярно-кинетической теории газа. Понятие о идеальном и реальном газе.
- •2 Параметры и функции состояния. Уравнение состояния идеального газа.
- •3 Смеси газов. Кажущаяся молекулярная масса. Газовая постоянная смеси газов.
- •4 Первый закон термодинамики.
- •5 Энтальпия газа.
- •6 Теплоемкость газа. Удельные теплоемкости газа. Средние и истинные теплоемкости.
- •7 Теплоемкость газа в изохорном и изобарном процессах. Уравнение Майера.
- •8 Изохорный процесс. Вывод уравнения, график в координатах p-V и t-s. Изменение внутренней энергии, теплоты и работы в процессе.
- •9 Изобарный процесс. Вывод уравнения, график в координатах p-V и t-s. Изменение внутренней энергии, теплоты и работы в процессе.
- •10 Изотермический процесс. Вывод уравнения, график в координатах p-V и t-s. Изменение внутренней энергии, теплоты и работы в процессе.
- •11 Адиабатный процесс. Вывод уравнения, график в координатах p-V и t-s. Изменение внутренней энергии, теплоты и работы в процессе.
- •12 Политропный процесс. Вывод уравнения. Изменение теплоты и работы в процессе,
- •13 Политропный процесс. Обощающий характер процесса
- •14 Тепловая диаграмма в координатах p-V
- •15 Второй закон термодинамики.
- •16 Прямой цикл Карно.
- •17 Энтропия газа.
- •18 Циклы холодильных установок.
- •19 Обратный цикл Карно.
- •20 Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотерма Ван-дер-Ваальса.
- •21 Диаграмма h-s водяного пара. Определение параметров состояния.
- •22 Диаграмма h-s водяного пара. Расчет изменений внутренней энергии, работы и теплоты в паровых процессах.
- •23 Способы передачи теплоты. Суть каждого.
- •24 Понятие о стационарном и нестационарном теплообмене, тепловом потоке, плотности теплового потока.
- •25 Закон Фурье.
- •26 Теплопроводность через плоскую стенку.
- •27 Теплопроводность через цилиндрическую стенку.
- •28 Теплопроводность через многослойную плоскую стенку.
- •29 Теплопроводность через многослойную цилиндрическую стенку.
- •30 Коэффициент теплопроводности. Методика экспериментального определения.
- •31 Теплоотдача. Факторы влияющие на интесивность теплоотдачи. Уравнение Ньютона.
- •32 Критерии подобия: Nu, Re, Ре, Pr, Gr.
- •34 Коэффициент теплоотдачи. Методика экспериментального определения.
- •35 Лучистый теплообмен. Тепловые лучи, их свойства. Способность тел поглощать, и отражать тепловые лучи.
- •36 Закон Планка
- •37 Закон Стефана-Больцмана.
- •38 Методика экспериментального определения коэффициента излучения.
- •39 Лучистый теплообмен между двумя параллельными поверхностями.
- •40 Ослабление излучения экранами.
- •41 Составной теплообмен. Учет лучистого теплообмена при расчете теплоотдачи.
- •42 Теплопередача между средами разделенными плоской стенкой.
- •43 Теплопередача между средами разделенными цилиндрической стенкой.
8 Изохорный процесс. Вывод уравнения, график в координатах p-V и t-s. Изменение внутренней энергии, теплоты и работы в процессе.
При изохорном процессе выполняется условие dv = 0 или v = const. Из уравнения состояния идеального газа следует, что p/T=R/v=const, т. е. давление газа прямо пропорционально его абсолютной температуре:.
Количество теплоты, подведенной к рабочему телу в процессе 12 при , определяется как:Так как l= 0, то в соответствии с первым законом термодинамикии
9 Изобарный процесс. Вывод уравнения, график в координатах p-V и t-s. Изменение внутренней энергии, теплоты и работы в процессе.
Из уравнения состояния идеального газа при р=const находим , или, т. е. в изобарном процессе объем газа пропорционален его абсолютной температуре (закон Гей-Люссака, 1802 г.). На рисунке изображен график процесса. Из выраженияследует, что. Так каки, то одновременно
Количество теплоты, сообщаемое газу при нагревании (или отдаваемое им при охлаждении):, где— средняя массовая изобарная теплоемкость в интервале температур от t1 до t2 при= const.
10 Изотермический процесс. Вывод уравнения, график в координатах p-V и t-s. Изменение внутренней энергии, теплоты и работы в процессе.
При изотермическом процессе температура постоянна, следовательно, pv = RT = const, или, т. е. давление и объем обратно пропорциональны друг другу, так что при изотермическом сжатии давление газа возрастает, а при расширении — падает (закон Бойля — Мариотта, 1662 г.). Работа процесса:. Так как температура не меняется, то внутренняя энергия идеального газа в данном процессе остается постоянной () и вся подводимая к газу теплота полностью превращается в работу расширения:
11 Адиабатный процесс. Вывод уравнения, график в координатах p-V и t-s. Изменение внутренней энергии, теплоты и работы в процессе.
Процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой, называется адиабатным, т. е.. Для того чтобы осуществить такой процесс, следует либо теплоизолировать газ, т. е. поместить его в адиабатную оболочку, либо провести процесс настолько быстро, чтобы изменение температуры газа, обусловленное его теплообменом с окружающей средой, было пренебрежимо мало по сравнению с изменением температуры, вызванным расширением или сжатием газа. Как правило, это возможно, ибо теплообмен происходит значительно медленнее, чем сжатие или расширение газа. Уравнения первого закона термодинамика для адиабатного процесса принимают вид:. Поделив первое уравнение на второе, получимИнтегрируя последнее уравнение при условии, что k =cp/cv=const, находимПосле потенцирования имеем. Это и есть уравнения адиабаты идеального газа при постоянном отношении теплоемкостей (k = const). Величина
называется показателем адиабаты. Подставив cp = cv-R, получим k. Согласно классической кинетической теории теплоемкость газов не зависит от температуры, поэтому можно считать, что величина k также не зависит от температуры и определяется числом степеней свободы молекулы. Работа расширения при адиабатном процессе согласно первому закону термодинамики совершается за счет уменьшения внутренней энергии и может быть вычислена по одной из следующих формул:
. Так каки, то. В данном процессе теплообмен газа с окружающей средой исключается, поэтому q=0. Выражениепоказывает, что теплоемкость адиабатного процесса равна нулю. Поскольку при адиабатном процессе= 0, энтропия рабочего тела не изменяется (ds=0 и s=const). Следовательно, на Т,s-диаграмме адиабатный процесс изображается вертикалью.