
- •Лекция 3.
- •3.1. Изохорный процесс (Шарля)
- •3.2. Изобарный процесс (Гей - Люссака)
- •3.2.3. Графическое отображение зависимости между функциями и параметрами.
- •3.2.4. Изменение внутренней энергии.
- •3.2.6. Определение энтропии.
- •3.3. Изотермический процесс (Бойля-Мариотта)
- •3 .3.3. Графическое отображение зависимости между функциями и параметрами.
- •3.3.4. Изменение внутренней энергии.
- •3.3.6. Изменение энтальпии определяется из уравнения
- •3.3.8. Изменение энтропии в изотермическом процессе определяется соотношением , откуда или , и после интегрирования:
- •3.4. Адиабатный процесс
- •3.4.3 Графическое отображение зависимости между функциями и параметрами.
- •3.4.5. Изменение энтропии в адиабатном процессе в соответствии
- •3.5. Политропный процесс характеризуется постоянством удельной теплоемкости при изменении всех остальных термодинамических параметров.
Часть ll. Тепловые процессы в газовых системах.
Лекция 3.
Термодинамические процессы в газовых системах.
1. Изохорный процесс (Шарля),
2. Изобарный процесс (Гей-Люссака),
3.Изотермический процесс (Бойля-Мариотта),
4. Адиабатный процесс.
5. Политропные процессы.
6. Круговые процессы,
7. Циклические процессы,
Термодинамический процесс - совокупность последо- вательных состояний, через которые проходит термодинамическая система при ее взаимодействии с окружающей средой.
При равновесных процессах система проходит ряд после- довательных равновесных состояний, в которых все параметры системы изменяются строго эквивалентно между собой.
При неравновесных процессах в любой единичный момент времени параметры термодинамической системы не эквивалентны между собой и не равновесны.
Все реальные процессы неравновесны. Но в термо- динамике рассматриваются только равновесные процессы, поскольку только равновесные состояния могут быть описаны строго количественно с помощью уравнений состояния или изображены графически.
Все термодинамические процессы исследуются по единой схеме:
1. выводится уравнение процесса;
2. устанавливается соотношение между основными параметрами состояния газа (рабочего тела) в начале и в конце процесса;
3. строится графическое отображение зависимости между параметрами и функциями термодинмической системы;
4. определяется изменение внутренней энергии;
5. определяется работа расширения газа;
6. определяется изменение энтальпии в процессе;
7. определяется количество теплоты, участвующее в процессе;
8. определяется изменение энтропии в результате процесса.
3.1. Изохорный процесс (Шарля)
3.1.1. Уравнение процесса: v = const, dv = 0
3.1.2. Соотношение параметров: p1v = RT1; p2v = RT2
Разделив первое уравнение на второе, получим:
(закон
Шарля),
изменение давления газа эквивалентно изменению температуры;
3
.1.3.
Графическое отображение зависимости
между параметрами и функциями
3.1.4. Изменение внутренней энергии определяется из уравнения первого закона термодинамики и теплоемкости:
3.1.5. Определение работы: А = pdv при dv = 0, то А = 0.
3.1.6. Определение энтальпии: Н = U + A, так как A = 0,
то dh = du = dq
3.1.7. Количество теплоты в изохорном процессе в соответствии с первым законом термодинамики соответствует изменению внутренней энергии системы
dqv = duv + pdv = duv
3.1.8. Изменение энтропии определяется из уравнений тепло- емкости и первого закона термодинамики:
откуда
dq
= cvdT
dq
=
cvdT
+ pdv
= cvdT
После
деления обеих частей этого уравнения
на Т,
получается
.
Исходя
из уравнения состояния идеального газа
pv
= RT,
следует,
что
После
подставления этого выражения в предыдущие,
получается:
,
где
= 0, тогда
или после интегрирования