47. Опишіть та охарактеризуйте термодинамічний процес.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

всякое изменение, происходящее в термодинамич. системе и связанное с изменением хотя бы одного из её параметров состояния. Различают обратимые процессы, необратимые процессы и квазистатические процессы. Частные случаи Т. п.: адиабатный процесс,изобарический процесс, изотермический процесс, изохорический процесс, изоэнтальпийный процесс и изоэнтропийный процесс.

термодинамический процесс

[thermodynamic process] — процесс в макроскопической системе, связанный с переходом ее из одного равновесного состояния в другое в результате внешних воздействий. Различают следующие основные виды термодинамического процесса: адиабатный, изобарический, изотермический, изохорный. Термодинамический процесс может быть обратимым и необратимым. 

48. Ts діаграма водяної пари. Проаналізуйте її фізичний зміст.

Известно, что любое вещество в зависимости от внешних условий (давления и температуры) может находиться в газообразном, жидком и твердом агрегатных состояниях, или фазах, а также одновременно находиться в двух или трех состояниях.

Переход вещества из одного агрегатного состояния в другое называется фазовым переходом, или фазовым превращением. Вещество в разных агрегатных состояниях имеет различные свойства, в частности плотность. Это различие объясняется характером межмолекулярного взаимодействия.

Переход вещества из твердого состояния в жидкое называется плавлением, из жидкого в газообразное —испарением, из твердого в газообразное — сублимацией. Обратные процессы соответственно называютсязатвердеванием, или кристаллизацией, конденсацией и де-сублимацией.

Процесс получения пара из жидкости может осуществляться испарением и кипением. Испарениемназывается парообразование, происходящее только со свободной поверхности жидкости и при любой температуре.

Кипением называется бурное парообразование по всей массе жидкости, которое происходит при сообщении жидкости через стенку сосуда определенного количества теплоты. При этом образовавшиеся у стенок сосуда и внутри жидкости пузырьки пара, увеличиваясь в объеме, поднимаются на поверхность жидкости.

Процесс парообразования начинается при достижении жидкостью температуры кипения, которая называетсятемпературой насыщения t_н и на протяжении всего процесса остается неизменной. Температура кипения, или температура насыщения, t_н зависит от природы вещества и давления, причем с повышением давления t_н увеличивается. Давление, соответствующее t_н называется давлением насыщения р_н.

Насыщенным паром называют пар, который образовался в процессе кипения и находится в динамическом равновесии с жидкостью. Насыщенный пар по своему состоянию бывает сухим насыщенным и влажным насыщенным.

Сухой насыщенный пар представляет собой пар, не содержащий капель жидкости и имеющий температуру насыщения (t=t_н) при данном давлении.

Влажный насыщенный пар – это равновесная смесь, состоящая из капель жидкости, находящейся при температуре кипения, и сухого насыщенного пара.

Отношение массы сухого насыщенного пара m_с.п. к массе влажного насыщенного пара m_в.п. называется степенью сухости х влажного пара, то есть

Очевидно, что для жидкости х=0, для сухого насыщенного пара х=1.

Если к сухому насыщенному пару продолжать подводить теплоту, то его температура увеличится. Пар, температура которого при данном давлении больше, чем температура насыщения (t>t_н), называется перегретым. Другими словами говоря перегретый пар – это пар, находящийся при температуре, превышающей температуру кипения жидкости при давлении, равном давлению перегретого пара. Величина превышения температурой пара температуры кипения жидкости называется степенью перегрева пара.

Водяной пар является реальным рабочим телом и может находиться в трёх состояниях: влажного насыщения, сухого насыщения и в перегретом состоянии. Для технических нужд водяной пар получают в паровых котлах (парогенераторах), где специально поддерживается постоянное давление.

При анализе циклов тепловых двигателей (в частности, паротурбинных установок) широко применяется Ts-диаграмма. Строится на основе экспериментальных данных, причем считают, что при 0⁰ С энтропия воды равна нулю. Далее фиксируются точки закипания рабочего тела и точки полного превращения рабочего тела в газ при разных температурах. Линия I в Ts-диаграмме превращается в точку на оси ординат на 273,16 К выше абсолютного нуля. Эта точка является началом нижней пограничной кривой (х = 0). Изобары нагрева жидкости (а-а', б-б' и т.п.) от 0°С до t_Н в Ts-диаграмме являются логарифмическими кривыми, кривизна которых практически совпадает с кривизной нижней пограничной кривой. Следовательно, точки а', б'... располагаются на нижней пограничной кривой.  Процесс парообразования (а'-а", б'-б" и т. п.) протекает при р = const и при t_Н=const, поэтому изобары парообразования изображаются в Ts-диаграммах горизонтальными линиями; изобары перегрева пара (а"-d, b"-а и т. п.) - линиями, близкими к логарифмическим. Площади под кривыми процесса обозначают: q' - количество теплоты на нагрев при данном давлении 1 кг жидкости от 0°С до t_Н; r - удельная теплота парообразования - это количество теплоты, необходимое для преобразования 1 кг кипящей жидкости в изобарно-изотермическом процессах в сухой насыщенный пар. В изобарном процессе она равна разности энтальпий сухого насыщенного пара и влажного насыщенного пара. q_ne - теплота, затраченная на перегрев пара при данном давлении до температуры t_ne>t_H.