3 Программа дисциплины

Введение

Предмет теплотехники, место и роль ее в подготовке инженерных кадров. Связь теплотехники с другими отраслями знаний. Роль теплотехники в научно-техническом прогрессе, развитие новой техники и технологий. Проблема экономии топливно-энергетических ресурсов, снижение норм расхода теплоты и топлива.

Раздел 1. Техническая термодинамика

Тема 1.1 Основные понятия и определения

Предмет и методы технической термодинамики. Термодинамическая система. Виды энергии и их превратимость. Теплота и работа как формы передачи энергии. Основные термические и калорические параметры состояния. Понятия об эксергии и анергии. Смеси идеальных газов. Теплоемкость газов и смесей.

Литература: [1, с. 6-11, 42-45].

Вопросы для самопроверки:

1. Что понимается под термодинамической системой?

2. Каким числом независимых параметров характеризуется состояние рабочего тела?

3. Что такое эксергия и анергия?

4. Каковы способы задания смеси рабочих тел?

5. Какая из теплоемкостей идеального газа больше: истинная теплоемкость Сp1 (при заданной t1), истинная теплоемкость Сp2 (при заданной t2), причем t2>t2, средние теплоемкости Сp/0 t1,Сp/0 t2,Сp/t1 t2? Покажите это графически, используя систему координат Сp, t.

Тема 1.2 Влажный воздух

Определение понятия "влажный воздух". Параметры состояния и h, d - диаграмма для влажного воздуха. Расчет основных процессов влажного воздуха.

Литература: [1, с. 44-46]

Вопросы для самопроверки:

1. Дайте определение влажного воздуха.

2. Что такое насыщенный влажный воздух?

3. Что такое абсолютная и относительная влажность, влагосодержание?

4. В чем особенность единицы энтальпии влажного воздуха?

5. Что такое температура точки росы?

6. Почему в h, d - диаграмме процесс сушки в идеальной сушильной установке протекает при неизменной энтальпии?

Тема 1.3 Законы термодинамики

Сущность, формулировки и аналитические выражения первого, второго и третьего законов термодинамики.

Литература: [1, с. 12-31, 124-132].

Вопросы для самопроверки:

1. Дайте формулировку и аналитическое выражение первого закона термодинамики.

2. Когда теплота, работа и изменение внутренней энергии считаются положительными и когда отрицательными?

3. Почему внутренняя энергия и энтальпия идеального газа зависят только от одного параметра - температуры?

4. В чем сущность второго закона термодинамики? Приведите его основные формулировки.

5. Как с помощью выражения dS=δq/T показать, что в круговом процессе не вся подведенная теплота превращается в полезную работу, а часть ее отдается холодильнику?

6. Покажите, в чем состоит общность различных формулировок второго закона термодинамики.

7. Какие условия необходимо осуществлять для устойчивого равновесия термодинамической системы?

Тема 1.4 Термодинамические процессы в идеальных газах

Общие методы исследования процессов изменения состояния рабочих тел. Анализ основных термодинамических процессов в идеальных газах. Основные термодинамические процессы: изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный - частные случаи политропного процесса. Процессы в координатах P,u иTs.

Литература: [1, с. 32-41].

Вопросы для самопроверки:

1. Как называется процесс, в котором вся подведенная теплота идет на увеличение внутренней энергии?

2. Как называется процесс, в котором вся подведенная теплота идет на совершение работы?

3. Как называется процесс, в котором работа совершается лишь за счет уменьшения внутренней энергии?

4. Как называется процесс, в котором подведенная к рабочему телу теплота численно равна изменению энтальпии? Какая доля подведенной теплоты в этом случае идет на совершение работы?

5. Какой процесс называется политропным?

6. Покажите в P,u - диаграмме работу газа в адибатном процессе.

7. При каких значениях показателя политропы n можно получить уравнения основных термодинамических процессов?

8. В чем состоит обобщающее значение политропного процесса?

9. Изобразите схематично в T,s - диаграмме процесс сжатия√Pu=const и покажите, какими площадками будут изображаться q, ∆u, l.

10. Почему в T,s - диаграмме изохора идет круче изотермы?

11. Как в T,s - диаграмме по заданной кривой процесса определить знак q и ∆u?