9.Термодинамические процессы идеальных газов

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.

1). Изохорный процесс v = Const , v₂ = v_1.

Уравнение состояния процесса: P₂ / P₁= T₂ / T₁.

Так как v₂ = v₁, то l = 0 и уравнение 1-го закона т/д имеет вид: q = Δu = c_v·(t₂-t₁);

2). Изобарный процесс P = Const , Р2 = Р1. Уравнение состояния процесса: v₂/ v₁= T₂ / T₁,

Работа этого процесса: l = P·( v₂ - v₁).

Уравнение 1-го закона т/д имеет вид: q = Δu + l = c_р·(t₂-t₁);;

3). Изотермический процесс

Т = Const , T2=T1

Уравнение состояния: P1/P2 = V2/V1 ,

Так как T2=T1, то Δu = 0 Δh=0 и уравнение 1-го закона т/д будет иметь вид: q = l = R·T·ln(v₂/ v₁),

или q = l = R·T·ln(Р1/Р2), где R = R0/M – газовая постоянная [Дж/(кг·К)].

4). Адиабатный процесс

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

Уравнение состояния: P· v^k = Const, где k = c_p/c_v– показатель адиабаты. Уравнение 1-го закона т/д будет иметь вид: l = -Δu = = -c_v·(t2 – t1) = c_v·(t1– t2),

Или l = R·(T1 – T2) / (k -1);

l = R·T1·[1 – (v1/ v2)^k-1] /(k – 1);

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

10.Политропные процессы. Определение, уравнение, формулы расчета...

4.3. Политропный процесс.

Политропныq процесс процесс, протекающий при постоянной теплоемкости. Это процесс все состояния которого удовлетворяются условию: P· vⁿ = Const, где n – показатель политропы, постоянная для данного процесса. Изобарный, изохорный, изотермический и адиабатный процессы являются частными случаями политропного процесса: при n = ± ∞ ν = Const, (изохорный), n = 0 P = Const, (изобарный), n = 1 T = Const, (изотермический), n = k, P· ν = Const, (адиабатный)

1)

2)

3)

4)

5) ;

Процесс
изохорный
изобарный
изотермический
адиабатный

11.Прямые и обратные циклы. Условия работы тепловых машин. Термический кпд и холодильный коэффициент.

Термодинами́ческие ци́клы — круговые процессы в термодинамике, то есть такие процессы, в которых начальные и конечные параметры, определяющие состояние рабочего тела (давление, объём, температура, энтропия) совпадают. Термодинамические циклы используются в тепловых машинах для превращения тепловой энергии (то есть, внутренней энергии) в механическую работу, а также для охлаждения (при использовании обратного цикла). Прямыми нзв циклы, в которых теплота преобразуется в работу,обратными-в к/х теплота передается от более холодного тела к более нагретому. Для всех ΔUцикла=0,т.к. цикл начинается и заканчивается в одной точке. Тогда 1й закон т/д: Qц=Lц. Qц теплота учавств.в цикле,равная алгебраической сумме количеств теплоты для каждого процесса; Lц – работа цикла равная соотв.алгебраической сумме работ в каждом процессе. Прямой цикл это цикл двигателя. В этом цикле происходит преобразование теплоты в мех.работу

Т.о. термический КПД показывает какая часть теплоты, подведенной к циклу от нагревателя, превращена в полезную работу.(всегда <1, согласно 2 з. т/д) Термический КПД-отношение количества теплоты, превращенную в полезную работу за 1 цикл ко всему количеству теплоты, подводимому к рабочему телу.

Обратный цикл служит для произведения холода или теплоты. В нем раб.тело переносит теплоту от холодного источника к горячему. Для совершения такого несамопроизвольного процесса затрачивается работа цикла. Обр.циклы реализ в холодильных машинах и тепловых насосах

Для оценки работы холодильных машин применяют т.н. холодильный коэффициент, определяемы отношением полезной работы Q2, отнятой от холодного источника огранич.емкости,к затраченной работе.

Q1 выбрасывается в окружающую среду. Условие работы тепловых машин. Тепловая машина состоит из раб.тела,которое и проходит цикл, нагревателя и холодильника (с помощью которых меняется состояние раб.тела) Короче подача теплоты Q1,наличие холодильника принимающего Q₂’. A = Q1-Q₂’.