
- •1.Термодинамика и ее метод исследования.
- •2.Параметры термодинамической системы. Температура.
- •3.Параметры термодинамической системы. Давление.
- •4.Параметры термодинамической системы. Удельный объем.
- •6.Внутренняя энергия системы.
- •7.Энтальпия.
- •8.Понятие термодинамического процесса и термодинамическое равновесие.
- •9.Работа. Свойства p-V диаграмм.
- •10.Теплота.Свойства t-s диаграмм.
- •11.Первый закон термодинамики для замкнутого пространства.
- •12.Второй закон термодинамики. Обратимые и необратимые процессы.
- •13.Идеальный газ. Уравнение Клапейрона-Менделеева.
- •14. Газовая постоянная. Универсальная газовая постоянная.
- •15.Реальные газы. Уравнение состояния реальных газов.
- •16.Смеси идеальных газов и их свойства. Определение состава смеси.
- •17.Закон Дальтoна. Парциальное давление.
- •18.Газовая постоянная и средняя молярная масса смеси.
- •19.Понятия и определения теплоемкости.
- •20.Теплоемкость смеси идеальных газов.
- •21.Изотермический процесс.
- •22.Изобарный процесс.
- •23.Изохорный процесс.
- •24.Адиабатный процесс.
- •25.Политpoпные процессы.
- •27. Уравнение неразрывности потока
- •28. Связь между параметрами и функциями состояния в адиабатном потоке
- •29. Сопло и диффузор. Комбинированное сопло Лаваля.
- •31.Понятие о тепловых машинах. Холодильные машины и тепловые двигатели
- •32. Цикл Карно и его кпд
- •33 Циклы двс с подводом теплоты при постоянном объеме
- •34 Циклы двс с подводом теплоты при постоянном давлении
- •35.Цикл двс со смешанным подводом теплоты
- •37. Тепловой поток. Температурное поле. Градиент температуры.
- •38. Основные процессы теплопереноса. Теплопроводность.
- •39. Основные процессы теплопереноса. Конвекция.
- •40. Основные процессы теплопереноса. Тепловое излучение.
- •41. Дифференциальные уравнения процесса теплообмена.
- •49 . Теплопроводность при граничных условиях III рода. Цилиндрическая стенка.
- •51.Критерии гидродинамического подобия, критерии Фруда, Эйлера, Рейнольдса.
- •53. Вынужденная конвекция. Число Рейнольдса. Режимы течения.
- •54. Свободная конвекция. Число Грасгофа.
- •55 . Критерий подобия поля температур и скоростей. Число Прандтля.
- •58. Теплообмен при вынужденном движении жидкости вдоль плоской стенки
- •59.Теплообмен при вынужденном движении жидкости вдоль
- •60 Теплообмен при поперечном обтекании пучка труб
1.Термодинамика и ее метод исследования.
Термодинамика — раздел теоретической физики, в котором изучаются общие закономерности взаимных преобразований различных форм движения материи при взаимодействии материальных тел.
Название «термодинамика» происходит от двух греческих слов: therme— теплота, dynamikos — относящийся к силе, силовой. Первоначально термодинамика включала основы теории тепловых двигателей и изучала законы взаимного преобразования теплоты и работы. В дальнейшем по мере развития естествознания и техники термодинамика вышла за рамки тех задач, которые непосредственно вытекают из ее названия, и в настоящее время ее методы с успехом применяются во многих областях естествознания. В первую очередь это обусловлено универсальностью термодинамического метода исследования разнообразных физических явлений и процессов.
В основу термодинамики положены законы, или начала, обобщающие большой объем опытных данных. Результаты и выводы, полученные как логическое следствие из основных законов, обладают общностью и достоверностью.
Термодинамика является наукой феноменологической. При феноменологическом подходе к анализу преобразования энергии термодинамические системы рассматриваются как целое без учета особенностей структуры вещества. Вследствие этого изменение наших представлений о строении материи и вещества, которое может иметь место в процессе развития науки о материальных телах, практически не влияет на характер получаемых количественных соотношений и закономерностей. Вместе с тем термодинамика не может вскрыть механизм микроскопических явлений и
их природу, определить абсолютные значения физических величин. Поэтому феноменологическая термодинамика должна использовать результаты, полученные методами статистической физики и квантовой механики.
Термодинамика опирается на фундаментальный закон природы — закон сохранения энергии. Применение этого закона к изучаемым материальным телам позволяет найти количественные оценки для процессов взаимного преобразования различных форм движения материи.
Термодинамический метод исследования применяется при изучении самых различных физических и химических явлений, таких, как процессы переноса и излучения, формирование кристаллов и кристаллических структур, химические и фазовые превращения, процессы в магнитогидродинамическнх и плазменных генераторах, в тепловых двигателях, топливных элементах,установках холодильной и криогенной техники и других устройствах. В соответствии с этим различают химическую термодинамику, термодинамику излучения, техническую термодинамику, термодинамику необратимых процессов и ряд других специфических направлений термодинамики.
2.Параметры термодинамической системы. Температура.
Термодинамические параметры состояния. Состояние системы изменяется при ее взаимодействии с окружающей средой, например при теплообмене, изменении объема (сжатии, расширении), под действием внешнего давления (деформации), при воздействии электромагнитных полей и т. д. Очевидно, что в результате взаимодействия должны произойти изменения некоторых физических свойств.
Макроскопические величины, характеризующие состояние термодинамической системы, называются термодинамическимн параметрами состояния. Величины, определяемые отношением этих параметров к массе систем, называются удельными.
Основными термодинамическими параметрами состояния газообразных рабочих тел являются термодинамическая температура, абсолютное давление, удельный объем_, энтропия.
Температура.
В кинетической теории газов показано,
что температура определяется
статистическими методами для большого
числа частиц. Она характеризует
интенсивность молекулярного
(теплового) движения и является мерой
средней кинетической энергии молекул.
Изменение кинетической энергии
молекул сопоставляется с изменением
температуры и регистрируется
термометрическими приборами. Для
идеального газа увеличение средней
скорости движения молекул приводит
к возрастанию температуры тела в
соответствии с уравнением
,
где Т — термодинамическая температура;
т
—
масса одноатомной молекулы; w
— средняя квадратичная скорость
поступательного движения молекулы; k
— постоянная Болышана, равная 1,3805-
Дж/К.
На практике температура тела может быть измерена на основе различных физических явлений: расширения твердых, жидких и газообразных тел при нагревании, изменения электрического сопротивления проводников, по термоэлектродвижущей силе, изменениям в спектрах излучения и др.
В настоящее время основной шкалой признана термодинамическая температурная шкала.
Единицей температуры в Международной системе единиц (СИ) является кельвин (К) — 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды. Тройная точка воды (273,16 К) соответствует равновесию системы, состоящей из льда, воды и водяного пара. Нижней границей термодинамической температурной шкалы служит точка абсолютного нуля (О К).
Кроме температуры Кельвина (обозначение Т), допускается применять также температуру Цельсия (обозначение t), определяемую выражением ( t = Т-Т0, где T0 = 273,15 К. Кроме того, используется международная практическая температурная шкала 1968 г. (МПТШ— 68), которую также можно градуировать и в Кельвинах (К) и в градусах Цельсия (°С). Размер кельвина и градуса Цельсия один и тот же.