Лекція 7.
2. Ізотермічний процес.
Дати визначення процесу.
Ізотермічним називають процес, який протікає під час постійної температури.
Записати рівняння процесу в pv- і Ts-координатах.
pv=RT, T=const
pv=const
Треба зобразити цей процес у pv- і Ts-діаграмах.
У pv-діаграмі ізотермічний процес зоб-ражується як рівнобока гіпербола.
1-2 – процес розширення.
2-1 – процес стиснення.
У Ts-діаграмі це горизонтальна пряма.
Треба записати співвідношення параметрів.
Відношення тисків зворотньопропорці-йне відомим об’ємам.
Треба визначити зміну внутріш-ньої енергії в процесі.
,
бо
.
Визначають зміну ентальпії у про-цесі.
Визначають зміну ентропії у про-цесі.
Так як , то:
.
Знайти теплоту процесу.
З Ts–діаграми бачимо, що:
q=площа (1-2-3-4);
.
Знайдемо роботу цього процесу.
;
pv=RT;
;
;
;
;
; ;
.
Зображуємо схему енергобалансу процесу.
Згідно з I законом термодинаміки:
Визначаємо коефіцієнт викорис-тання термодинамічного потенціалу в про-цесі (КВП).
У точці 2 термодинамічний потенціал (вільна енергія) рівний нулю:
;
.
Якщо в ізотермічному процесі до робо-чого тіла підвести меншу кількість теплоти q`< площі (1-2-3-4), тоді процес закінчиться у точці 2`. Тобто, не буде використаний весь термодинамічній потенціал f, що приведе до зменшення потужності двигуна.
Знаходимо коефіцієнт перетворе-ння енергії в процесі (КПЕ).
Це є відношення енергії направленого руху, яка отримана в процесі, до енергії ха-отичного руху, яка приймала участь у цьо-му процесі.
3. Ізобарний процес
Ізобарним називають процес, який протікає при сталому тиску.
Рівняння ізобарного процесу у pv-діаграмі:
Р=const
У Ts-діаграмі
;
;
.
Зобразимо цей процес в pv–діаг-рамі та Ts–діаграмі:
У Ts-діаграмі це логарифмічна крива.
Співвідношення параметрів ста-ну.
поділимо
на
.
Отримаємо:
.
.
.
.Теплота процесу:
.
; P=const;
.Схема енергобалансу
КВП:
,
де
– вільна ентальпія.
КПЕ:
.
4. Ізохорний процес
Ізохорним називають процес, який протікає при сталому об’ємі.
Рівняння ізохорного процесу в pv-діаграмі: v=const.
У Ts–діаграмі:
.
У pv-діаграмі це вертикальна пряма.
У Ts-діаграмі це логарифмічна крива.
1-2 – ізобара P=const.
1-3 – ізохора V=const.
Якщо у Ts-діаграмі через одну і ту ж то-чку проходить і ізобара, і ізохора, то ізобара йде більш полого, а ізохора – більш круто.
;
;
.
Написати співвідношення для па-раметрів стану.
поділимо
на
.
Отримаємо:
.
.
.
.
.;
;
.
d(pv)=vdp+pdv;
pdv=0;
.
Схема енергобалансу:
.
КВП:
.
КПЕ:
.
Це в тому випадку, якщо розглядати роботу розширення:
.
5. Адіабатний процес
Адіабатним називають процес, який протікає без теплообміну з навколиш-нім середовищем.
у
pv-діаграмі.
,
де k – показник адіабати.
У Ts-діаграмі:
.
У адіабатному процесі ентропія зали-шається незмінною.
Зображення цих процесів у pv-ді-аграмі – нерівнобока гіпербола.
Якщо у pv-діаграмі через одну і ту ж то-чку проходить адіабата і ізотерма, то адіа-бата йде більш круто, а ізотерма – більш полого.
;
.
.
.
.
;
;
(1)
;
;
(2)
(3)
.
Підставимо
замість
:
(4)
;
(5)
Схема енергобалансу.
