11. Запись I-го закона термодинамики через энтальпию.

1 закон имеет общую характеристику для любых систем неподвижных, движущихся, потока жидкости или газа.

h – энтальпия, (h = U+P+V), W – скорость потока, Y – высота, l_техн – техническая работа потока

13. Запись I-го закона термодинамики для течения газового потока в канале переменного сечения.

q = Du + De + l_прот. + l_техн. , (5.1)

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· ₂ – P₁· ₁ + l_техн. (5.2)

13. Дросселирование газов. Дифференциальный эффект Джоуля-Томсона.

Эффе́ктом Джо́уля — То́мсона называется изменение температуры газа приадиабатическом дросселировании — медленном протекании газа под действием постоянного перепада давлений сквозь дроссель (пористую перегородку). Данный эффект является одним из методов получения низких температур.

Изменение температуры при малом изменении давления (дифференциальный эффект) в результате процесса Джоуля — Томсона

13. Изотермический адиабатный процессы в газе, их изображение на p-V и т-s диаграммах. Располагаемая и техническая работы.

Адиабатный процесс.

Это процесс происходящей без теплообмена с окружающей средой,

где - показатель адиабаты.

Поскольку при адиабатном процессе , энтропия рабочего тела не изменяется

и на диаграмме получаем вертикальную прямую. Теплоёмкость данного процесса равен 0.

Изотермический процесс.

или Р и обратно пропорциональны.

т.к.

изменение энтропии:

13. Изображение работы и теплоты на p-V и t-s диаграммах. Располагаемая и техническая работы.

13. Изохорный и изобарный процессы в газе, их изображение на p-V и t-s диаграммах.

Изохорный процесс.

или

- уравнение состояния идеального газа.

При получаем давление прямо пропорционально его температуре.

или

т.к.

при

при

т.к. то

Изобарный процесс.

- уравнение состояния идеального газа.

При Р=const получаем или ,объём газа пропорционален его температуре.

Изменение S:

13. Гипотезы о «тепловой смерти» Вселенной и факты её опровергающие.

13. Цикл Карно: его изображения на p-V и t-s диаграммах, его кпд и свойства.

Изотермы изображаются прямыми 1-2 и 3-4, адиабаты - прямыми 2-3 и 4-1. Полученное тепло Q₁=T₁(S₂-S₁) и равно площади под отрезком 1-2. Отданное холодильнику тепло Q₂=T₂(S₂-S₁) и равно площади под отрезком 4-3. При этом площадь прямоугольника, т.е. равна работе А, совершаемой двигателем за цикл. Подставив выражения Q1 и Q₂ в формулу, получим, что КПД цикла Карно:

КПД двигателя

Данный цикл является обратимым (если его проводить бесконечно медленно). Он может быть проведен в обратном направлении, и при этом газ совершает отрицательную работу, нагреватель получает обратно теплоQ₁, холодильник отдает газу тепло Q₂, которое он получил в прямом цикле.