30. Изобарный процесс водяного пара

Промежуточное состояние вещества между состоянием реального газа и жидкостью принято называть парообразным или просто паром. Превращение жидкости в пар представляет собой фазовый переход из одного агрегатного состояния в другое. При фазовом переходе наблюдается скачкообразное изменение физических свойств вещества.

Примерами таких фазовых переходов является процесс кипения жидкости с появлением влажного насыщенного пара и последующим переходом его в лишенный влаги сухой насыщенный пар или обратный кипению процесс конденсации насыщенного пара.

Одно из основных свойств сухого насыщенного пара заключается в том, что дальнейший подвод теплоты к нему приводит к возрастанию температуры пара, т. е. перехода его в состояние перегретого пара, а отвод теплоты — к переходу в состояние влажного насыщенного пара.

31. Основное уравнение газового потока и его анализ

Уравнением неразрывности называется соотношение:

Gv = Fw.

Из него следует, что в случае установившегося течения газа в каждом сечении потока расход газа по массе является постоянной величиной. Иначе это уравнение можно записать в виде:

G =pFw =p₁F₁w₁ =P₂F₂w₂ =const,

где r₁,r₂, r= 1/v плотность газа в поперечных сечениях;F₁, F₂– площадь сечения потока;w₁, w₂– скорость потока, измеряется в области сечения.

В данном случае имеется два сечения потока (1-е и 2-е), а величина Gиз этого уравнения называется массовым расходом газа (в секунду).

Как известно, второй закон Ньютона гласит: «Сила определяется произведением массы и ускорения». Если газовый поток имеет одномерный характер, то из второго закона следует:

В данном соотношении каждый член имеет определенное физическое значение. Рассмотрим каждый множитель из уравнения.

1. Величина

показывает, как изменяется давление в зависимости от Х-координаты.

2. Величина

показывает, как изменяется скорость в зависимости от Х-координаты.

3. Соотношение

равно силе, приложенной к элементарному объему, dV – выделенный объем.

dw

4. Величина

газа равна ускорению массы pdV(элементарная масса).

32. Уравнение закона термодинамики для потока

q = Du + De + l_прот. + l_техн. ,

где De = (w²₂ – w²₁)/2 + g·(z₂ –z₁) – изменение энергии системы, состоящий из изменения кинетической и потенциальной энергий;w₁ ,w₂ – скорости потока в начале и в конце канала;z₁ , z₂ – высота положения начала и конца канала.

1. l_прот. = P₂·n ₂ – P₁·n ₁– работа проталкивания, затрачиваемая на движения потока;

2. l_техн. – техническая (полезная) работа (турбины, компрессора, насоса, вентилятора и т.д.).

3.  q = (u₂ – u₁) + (w²₂ – w²₁)/2 + g·(z₂ –z₁) + P₂·n ₂ – P₁·n ₁ + l_техн. (5.2)

Введем понятия энтальпии, который обозначим через величину:

h = u + Pх , (5.3) h₂ = u₂ + P₂·n ₂ ; h₁ = u₁ + P₁·n ₁

Тогда уравнение 1-го закона термодинамики для потока газа будет иметь вид:

q = h₂ – h₁ + (w²₂ – w²₁)/2 + g·(z₂ –z₁) + l_техн.

33. Адиабатный процесс связь параметров

Адиабати́ческий, или адиаба́тный проце́сс  — термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не обменивается тепловой энергией с окружающим пространством .

Если термодинамический процесс в общем случае являет собой три процесса — теплообмен, совершение системой (или над системой) работы и изменение её внутренней энергии^[5], то адиабатический процесс в силу отсутствия теплообмена ( ) системы со средой сводится только к последним двум процессам^[6]. Поэтому, первое начало термодинамики в этом случае приобретает вид^{[7][Комм 1]}

где  — изменение внутренней энергии тела,  — работа, совершаемая системой.

Изменения энтропии S системы в обратимом адиабатическом процессе вследствие передачи тепла через границы системы не происходит^]:

Здесь  — температура системы,  — теплота, полученная системой. Благодаря этому адиабатический процесс может быть составной частью обратимого цикла