Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
теплотехника (ответы).docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.01.2020
Размер:
624.5 Кб
Скачать
  1. Техническая термодинамика. Определение. Общие сведения.

Теплотехника – наука, которая изучает методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты, а также принципы действия и конструктивные особенности тепловых машин, аппаратов и устройств. Теплота используется во всех областях деятельности человека. Для установления наиболее рациональных способов его использования, анализа экономичности рабочих процессов тепловых установок и создания новых, наиболее совершенных типов тепловых агрегатов необходима разработка теоретических основ теплотехники. Различают два принципиально различных направления использования теплоты – энергетическое и технологическое. При энергетическом использовании, теплота преобразуется в механическую работу, с помощью которой в генераторах создается электрическая энергия, удобная для передачи на расстояние. Теплоту при этом получают сжиганием топлива в котельных установках или непосредственно в двигателях внутреннего сгорания. При технологическом - теплота используется для направленного изменения свойств различных тел (расплавления, затвердевания, изменения структуры, механических, физических, химических свойств).

Термодинамика изучает законы превращения энергии в различных процессах, происходящих в макроскопических системах и сопровождающихся тепловыми эффектами.

Такими теоретическими разделами являются техническая термодинамика и основы теории теплообмена, в которых исследуются законы превращения и свойства тепловой энергии и процессы распространения теплоты.

Данный курс является общетехнической дисциплиной при подготовке специалистов технической специальности.

2. Термодинамическая система. Определение.

ТДС – представляет собой совокупность материальных тел находящихся в мех-ом и тепловом взаимодействии друг с другом и с внеш средой.

В самом общем случае ТДС может обмениваться со средой и веществом, такая ТДС назыв открытой.

ТДС которая не может обмениваться с окружающей средой, называют теплоизолированной или адиабатной.

ТДС не обменивающаяся с внеш средой ни теплом, ни вещ-ом, называется изолированной.

Простейшей ТДС явл рабочее тело, осуществляющее взаимное превращение теплоты и работы.

Параметры состояния

Св-ва каждои системы хар-ся рядом величин, которые называются параметрами состояния.

Давление обусловлено вз-ем молекул раб тела с поверх и численно равно силе, дей-ей на ед площади поверхности тела по нормали к последней.

,

где n – число молекул в ед объёма, m – масса молекулы, - средняя квадратичная скорость поступ движ.

Температура физическая велич хар-ая степегь нагретости тела. Сточки зрения МКТ температура есть мера интенсивности теплового движения молекул.

,

k – постоянная Больцмана = 1,380662*10-2 Дж/К

T = t + 273,15

Удельный объём υ - объём ед массы вещ-ва

Если тело массой М занимает объём V, то по определению υ = V/M.

Между удельным объёмом вещ-ва и плотностью сущ соот υ = 1/ρ

Если все термодинамические параметры постоянны во времени и одинаковы во всех точках системы, то такое состояние называется равновесным. Если между различными точками в системе существуют разности температур, давлений и др параметров, то она явл неравновесной.

Изолированная система с течением времени всегда приходит в состояние равновесия и никогда самопроизвольно выйти из него не может.

3.Термодинамический процесс. Работа процесса.

В общем случае любой термодинамический процесс можно описать уравнением pυm = const

1. изохорный процесс υ = const (m = ∞)

2. изобарный процесс p = const (m = 0)

3. изотермический процесс T = const (m = 1)

4. адиабатный процесс S = const, Δq = 0 (m = k = cp/cυ)

5. политропный процесс pυn = const (m = n = (-∞;+∞))

Совокупность изменений состояния т/д системы при переходе из одного состояния в другое называется т/д процессом. Т/д процессы бывают равновесные и неравновесные. Если процес проходит через равновесные состояния, то он называется равновесным. В реальных случаях все процессы являются неравновесными.

Если при любом т/д процессе изменение параметра состояния не зависит от вида процесса, а определяется начальным и конечным состоянием, то параметры состояния называются функцией состояния. Такими параметрами являются внутренняя энергия, энтальпия, энтропия и т.д.

Интенсивные параметры – это параметры не зависящие от массы системы (давление, температура).

Аддитивные (экстенсивные) параметры – параметры, значения которых пропорциональны массе системы (Объем, энергия, энтропия и т.д.).

\