Лекции / Лекции по теплотехнике. Проселков Ю.М. 2009 г. / Лекции по теплотехнике. Проселков Ю.М. 2009 г / Теплоемкость. Энтро Энталь

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.).

Энтропия – отнош подвед колва теплоты к абсолют Т тела.

Энтальпия -потенциал термодинамический, характеризующий состояние термодинамической системы при выборе в качестве основных независимых переменных энтропии S и давления р.

dS=dq/T PV=RT – ур-е Менделеева-Клаперона

Различают следующие удельные теплоемкости:массовую – с = С / m , [Дж/кг] ; (2.4)

молярную - сμ = С / ν , [Дж/моль] , (2.5)

где ν - количества вещества [моль] ;

объемную - с/ = С / V = с·ρ , [Дж/м3] , (2.6)где - ρ = m / V - плотность вещества.

Связь между этими теплоемкостями:с = с/ · υ = сμ / μ ,

где - υ = V/m - удельный объем вещества, [м3/кг];

μ = m /ν – молярная (молекулярная) масса, [кг/моль].

Теплоемкость газов в большой степени зависит от тех условий, при которых происходит процесс их нагревания или охлаждения. Различают теплоемкости при постоянном давлении (изобарный) и при постоянном объеме (изохорный).

Таким образом различают следующие удельные теплоемкости:

ср , сv – массовые изобарные и изохорные теплоемкости;

сpμ , сvμ – молярные изобарные и изохорные теплоемкости;

с/p , с/v – объемные изобарные и изохорные теплоемкости.

Между изобарными и изохорными теплоемкостями существует следующая зависимость:ср - сv = R - уравнение Майера; (2.7)

сpμ - сvμ = Rμ

Одним из функций состояния термодинамической системы является энтропия. Энтропией называется величина определяемая выражением:dS = dQ / T. [Дж/К] (3.1)или для удельной энтропии:ds = dq / T. [Дж/(кг·К)] (3.2)

Энтропия есть однозначная функция состояния тела, принимающая для каждого состояния вполне определенное значение. Она является экстенсивным (зависит от массы вещества) параметром состояния и в любом термодинамическом процессе полностью определяется начальным и конечным состоянием тела и не зависит от пути протекания процесса.

Энтропию можно определить как функцию основных параметров состояния:S = f1(P,V) ; S = f2(P,T) ; S = f3(V,T) ; (3.3)или для удельной энтропии:s = f1(P,υ) ; s = f2(P,T) ; S = f3(υ,T) ; (3.4)

Так как энтропия не зависит от вида процесса и определяется начальными и конечными состояниями рабочего тела, то находят только его изменение в данном процессе, которые можно найти по следующим уравнениям:

Если энтропия системы возрастает (Ds > 0), то системе подводится тепло.

Если энтропия системы уменьшается (Ds < 0), то системе отводится тепло.

Если энтропия системы не изменяется (Ds = 0, s = Const), то системе не подводится и не отводится тепло (адиабатный процесс).