- •Министерство образования и науки
- •1. Основные термодинамические понятия и определения
- •Вопросы для самоконтроля
- •2. Параметры состояния
- •Давление
- •Плотность
- •Удельный объем
- •Температура
- •Нормальные условия
- •Вопросы для самоконтроля
- •3. Законы идеальных газов
- •Закон Бойля-Мариотта
- •Закон Гей-Люссака
- •Закон Авогадро
- •Вопросы для самоконтроля
- •4. Смеси идеальных газов
- •Вопросы для самоконтроля
- •5. Теплоёмкость газов
- •Вопросы для самоконтроля
- •6. Первый закон термодинамики
- •Вопросы для самоконтроля
- •7. Основные термодинамические процессы идеальных газов
- •Изохорный процесс
- •Уравнение процесса
- •Располагаемая (полезная) внешняя работа
- •Изобарный процесс
- •Уравнение процесса
- •Располагаемая (полезная) внешняя работа, равная нулю:
- •Изотермический процесс
- •Уравнение процесса
- •Располагаемая работа, равная работе расширения (сжатия) процесса:
- •Адиабатный процесс
- •Уравнение процесса:
- •Зависимости между параметрами в адиабатном процессе:
- •Располагаемая работа в k раз больше работы процесса:
- •Политропный процесс
- •Уравнение процесса:
- •Зависимости между параметрами в политропном процессе:
- •Изображение процессов в координатах p-V
- •Вопросы для самоконтроля
- •Литература
Министерство образования и науки
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Тольяттинский Государственный Университет
Кафедра Водоснабжение и водоотведение
Л.Н. Козина
Теплотехника
(информационный курс)
Часть 1
Техническая термодинамика
Учебно-методическое пособие
Тольятти – 2010
Содержание
Стр.
1. Основные термодинамические понятия и определения 3
2. Параметры состояния 5
3. Законы идеальных газов 9
4. Смеси идеальных газов 11
5. Теплоёмкость газов 13
6. Первый закон термодинамики 18
7. Основные термодинамические процессы идеальных газов 20
Литература 27
1. Основные термодинамические понятия и определения
Техническая термодинамика – часть общей Термодинамики, в которой рассматриваются закономерности превращения тепла в работу в различных тепловых машинах.
Термодинамическая система – совокупность макроскопических тел, обменивающихся энергией как друг с другом, так и с окружающей внешней средой.
Изолированная (замкнутая) система – система, которая не имеет никаких взаимодействий с окружающей средой.
Адиабатная (теплоизолированная) система – система, которая не обменивается теплом с окружающей средой.
Однородная система – система, которая во всех своих частях имеет одинаковые физические свойства и состав.
Гомогенная (однофазная) система – система, внутри которой нет поверхностей разрыва (однородна по составу и физическому строению).
Гетерогенная (многофазная) система – система, состоящая из нескольких макроскопических частей (фаз) с различными физическими свойствами, отделённых друг от друга видимыми поверхностями раздела.
Параметры состояния тела (системы) – некоторые физические величины, которые характеризуют данное физическое состояния тела.
Интенсивные параметры состояния - физические величины, не зависящие от массы системы (давление, температура и др.).
Экстенсивные (аддитивные) параметры состояния - величины, численное значение которых пропорционально массе системы (объём, энергия, энтропия и др.).
Основные термодинамические параметры состояния: удельный объём, абсолютная температура, абсолютное давление.
Примечание. Основные термодинамические параметры состояния не являются независимыми друг от друга величинами и связаны между собой уравнением состояния.
Равновесное состояние тела – состояние, когда во всех точках объёма тела давление, температура, удельный объём и все другие физические величины одинаковы.
Равновесный термодинамический процесс – совокупность изменений состояний термодинамической системы при переходе из одного равновесного состояния в другое.
Примечание. Только равновесные состояния могут быть описаны количественно с помощью уравнений состояния и только равновесные процессы можно изображать графически в системах координат P – v и T – s .
Изотермический процесс – равновесный процесс, в течение которого температура остаётся постоянной.
Изобарный процесс – равновесный процесс, протекающий при постоянном давлении.
Изохорный процесс – равновесный процесс, протекающий при постоянном объёме.
Адиабатный процесс – равновесный процесс, в котором термодинамическая система не обменивается теплом с окружающей средой.
Цикл (замкнутый или круговой процесс) – процесс, при котором система, проходя через ряд последовательных состояний, возвращается к начальному состоянию.
Внутренняя энергия газа – полный запас энергии (сумма отдельных видов энергий: кинетической энергии поступательного и вращательного движения молекул, колебательного движения атомов в молекулах, энергии электронов; внутриядерной энергии; энергии взаимодействия между ядром молекулы и электронами; потенциальной энергии, или энергии положения молекул).
Примечание. Внутренняя энергия не зависит от характера процесса и является функцией состояния, т.е. параметром (экстенсивным).
Теплота (количество теплоты) – энергия, переданная в процессе при непосредственном контакте тел, имеющих различную температуру, путём обмена кинетической энергии между молекулами соприкасающихся тел (микрофизическая форма передачи энергии).
Работа – энергия, переданная в процессе, связанном с перемещением тела в силовом поле, либо с изменением его объёма под действием внешних сил (макрофизическая форма передачи энергии).
Примечание. Тепло и работа являются функциями процесса.