Министерство образования и науки Российской Федерации

Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова»

Кафедра теплотехники и гидравлики

Посвящается 60-летию

высшего профессионального лесного образования

в Республике Коми

Теплотехника

Техническая термодинамика

Учебное пособие

Утверждено учебно-методическим советом Сыктывкарского лесного института

в качестве учебного пособия для студентов специальностей 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство», 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования», 110302 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства», 110301 «Механизация сельского хозяйства», 150405 «Машины и оборудование лесного комплекса», 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств», 110300 «Агроинженерия», 150400 «Технологические машины и оборудование», 190500 «Эксплуатация транспортных средств», 280200 «Защита окружающей среды», 280201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», 250401 «Лесоинженерное дело», 250300 «Технология и оборудование лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств», 250403 «Технология деревообработки», 270100 «Строительство» всех форм обучения

Сыктывкар

СЛИ

2012

УДК 621.1.016

ББК 31.3

Т34

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Сыктывкарского лесного института

Составители:

И. Н. Полина, кандидат химических наук, доцент;

С. Г. Ефимова, старший преподаватель;

Н. А. Корычев, кандидат технических наук

Ответственный редактор:

Т. Л. Леканова, кандидат химических наук, доцент

Рецензенты:

Кафедра химии

(Сыктывкарский государственный университет);

А. Ф. Триандафилов, кандидат технических наук, доцент

(ГУ НИПТИ АПК РК)

Т34	Теплотехника. Техническая термодинамика : учебное пособие / И. Н. Полина, С. Г. Ефимова, Н. А. Корычев ; Сыкт. лесн. ин-т. – Сыктывкар : СЛИ, 2012. – 188 с.
	ISBN 978-5-9239-0345-4
	Учебное пособие освещает основные понятия и процессы, связанные с преобразованием тепловой энергии в работу, и объясняет их на примере таких технических средств, как компрессоры, двигатели внутреннего сгорания, газотурбинные и холодильные установки. Для студентов указанных специальностей и форм обучения.
	УДК 621.1.016 ББК 31.3

Темплан 2010/11 учеб. г. Изд. № 95.

ISBN 978-5-9239-0345-4 © Полина И. Н., Ефимова С. Г., Корычев Н. А., составление, 2012

© СЛИ, 2012

Оглавление

Введение 10

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 11

1.1. Основные термодинамические параметры состояния 11

1.2. Термодинамическая система 13

1.3. Термодинамический процесс 14

1.4. Теплота и работа 15

1.5. Термодинамическое равновесие 16

Контрольные вопросы 16

Задача 16

2. СОСТОЯНИЕ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА 18

2.1. Основные законы идеальных газов 18

2.2. Уравнение состояния идеального газа 18

Контрольные вопросы 19

Задача 19

3. СМЕСЬ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ 20

3.1. Основные свойства газовых смесей 20

3.2. Газовая постоянная смеси 21

3.3. Средняя молярная масса смеси 21

3.4. Парциальные давления 21

Контрольные вопросы 22

Задача 22

4. РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ 23

4.1. Уравнение состояния Ван-дер-Ваальса 23

4.2. Уравнение М. П. Вукаловича и И. И. Новикова 24

Контрольные вопросы 25

5. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ 26

5.1. Внутренняя энергия 26

5.2. Работа расширения 27

5.3. Теплота 28

5.4. Аналитическое выражение первого закона термодинамики 29

5.5. Энтальпия 29

Контрольные вопросы 30

Задача 30

6. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ГАЗОВ. ЭНТРОПИЯ 31

6.1. Основные определения 31

6.2. Удельная (массовая), объемная и мольная теплоемкости газов 31

6.3. Теплоемкость в изохорном и изобарном процессах 31

6.4. Молекулярно-кинетическая и квантовая теории теплоемкости 34

6.5. Истинная и средняя теплоемкости 34

6.6. Зависимость теплоемкости от температуры 35

6.7. Отношение удельных теплоемкостей с_р и с_υ. Показатель адиабаты 35

6.8. Определение q_p и q_υ для идеальных газов 36

6.9. Теплоемкость смеси идеальных газов 36

6.10. Энтропия 36

Контрольные вопросы 38

Задача 38

7. Термодинамические процессы идеальных газов 39

7.1. Основные определения 39

7.2. Изохорный процесс 40

7.3. Изобарный процесс 41

7.4. Изотермический процесс 42

7.5. Адиабатный процесс 43

7.6. Политропные процессы 46

Контрольные вопросы 49

Задача 49