16. Теплообмен в термодинамических процессах простых тел
Соотношения для расчета удельных значений изменения внутренней энергии и теплообмена в конечном процессе имеют следующий вид:
,
.
17. Процессы изменения состояния идеального газа
Если
,
то
;
;
;
.
Следует, что для идеального газа процессы изопотенциальный (pv =idem), изотермический (T = idem), изоэнергетический (u= idem) и изоэнталыпийный (h = idem) тождественны и, следовательно, показатели этих процеcсов равны
.
=
.
Изменения удельных значений внутренней энергии и энтальпии идеального газа в процессе в соответствии с законом Джоуля находится по следующим формулам:
;
.
Показатель адиабатного процесса для идеального газа определяется как соотношение изобарной и изохорной теплоемкостей
k
=
ns
=
=
=
=
.
На
основании закона Майера (
)
показатель адиабаты для идеального
газа может быть определен из следующего
соотношения:
k
=
=
>1.
Для
идеального газа показатель изоэнергетического
процесса
и поэтому удельное количество теплоты
в элементарном процессе может быть
определено по формуле
.
18. Работа и теплообмен в политропных процессах идеальных газов.
Выражения конечных (интегральных) величин термодинамической и потенциальных работ в политропных процессах можно получить при сопоставлении их элементарных значений:
;
.
Зависимости для определения удельной термодинамической и потенциальной работы в конечном процессе:
;
.
Соотношение для определения характеристики расширения или сжатия в рассматриваемом процессе имеет следующий вид:
= = .
19.Круговые процессы. Кпд и холодильный коэффициент.
Тепловыми машинами в термодинамике называются тепловые двигатели и холодильные машины. Все тепловые машины работают циклически.
Круговыми процессами или циклами тепловых машин называются замкнутые процессы, характеризующиеся возвратом системы (рабочих тел) в исходное состояние.
Рис. 10. Прямой (а) и обратный (б) циклы тепловых машин
Выражение
первого начала термодинамики для
цикла
Выражение
первого начала термодинамики по внешнему
балансу для цикла записывается в
следующем виде:
Рис.
11. Термодинамические схемы теплового
двигателя (а)
и холодильной машины (б):
– обратимый цикл,
– реальный цикл
Коэффициент полезного действия реальных циклов тепловых двигателей численно равен отношению полученной работы к подведенному извне количеству теплоты
.
Для
обратимого цикла теплового двигателя
КПД определяется следующим образом:
обр =
.
Термический
коэффициент полезного действия
термодинамического цикла теплового
двигателя находится
из соотношения
=
.
Для
реального цикла холодильной машины
холодильный коэффициент
определяется соотношением
,
для обратимого цикла холодильной машины – из зависимости
,
а для термодинамического цикла холодильной машины – по соотношению
.
При механическом сопряжении обратимых теплового двигателя и холодильной машины, соблюдая равенство абсолютных значений работ цикла, подводимой и отводимой теплоты, можно получить математическое условие обратимости цикла
=
=
=
или
.