1.1ый -2ой закон термодинамики:

1-ый закон:

dq= du+dl,

где dq-подводимое количество тепла (кДж)

du –изменение удельной внутренней энергии (кДж)

dl – внешняя работа расширения в газе (кДж)

«Подводимое к телу тепло расходуется на изменение его внутренней энергии и на совершение внешней работы расширения».

l=PdV – работа расширения в идеальном газе (кДж)

Р- давление, V – объем

2Й закон:

dq=T*dS=du+PdV

где dq-подводимое количество тепла (кДж)

S- обобщенная координата теплового взаимодействия (энтропия) (кДж/кг)

du –изменение удельной внутренней энергии (кДж)

Р- давление, V – объем

2. Понятие внутренней энергии и работы расширения газа

Внутренняя энергия – совокупность всех видов энергии, которым обладает тело или система тел в данном стостянии

u=f(T,P,V)

u=f(T) – внутренняя энергия в идеальном газе, т.к. отсутствуют взаимоотношения между молекулами.

u - удельная внутренняя энергия (кДж)

T -температура (К) Р- давление, V – объем

Работа расширения газа:

l - работа газа , - удельный объем

3. Теплоемкость газов

Удельной теплоемкостью называют количество тепла, которое необходимо сообщить единице количества вещества, чтобы увеличить его температуру на 1 градус.

Различают:

А). Массовую теплоемкость, отнесенную к 1 кг , с, Дж/(кг*К)

Б). Объемную теплоемкость, отнесенную к 1 молю газа, с’, Дж/(м³*К)

В).Мольную теплоемкость, отнесенную к к 1 молю газа, , Дж/(моль*К)

Истинная теплоемкость

4. Уравнение Майера

c_p-c_v=R – уравнение Майера

dq=c_odT+pdV

Справедливо для идеальных газов.

Для реальных: c_p-c_v>R

с_р - теплоемкость при P=Const

c_v - теплоемкость при V=Const

k=

k- показатель адиабаты.

Физический смысл: Теплоемкость при P=Const больше теплоемкости при V=Const на величину работы R в изобарном процессе.

R = 8, 314462 ± 0,0000075 Дж/(моль*К) – газовая постоянная.

5. Принцип работы тепловой машины.

l_ц=l_расш-l_сж=ɠ Pdv

- работа расширения.

3 условия превращения работы в полезную:

1. Наличие теплового источника с температурой Т₁, откуда к рабочему телу подводится некоторое количество тепла q₁

2. Наличие стока тепла с температурой Т_2<Т₁, куда от рабочего тела отводится (без совершения полезной работы) некоторое количество тепла q₂

3. Наличие теплового двигателя, служащего для непрерывного производства полезной работы, с помощью которого рабочее тело осуществляет периодически повторяющиеся и следующие друг за другом процессы расширения и сжатия (цикл).

6. Энтропия

dq=T*dS=du+PdV – 2 закон термодинамики

где dq-подводимое количество тепла (кДж)

S- обобщенная координата теплового взаимодействия (энтропия) (кДж/кг)

du –изменение удельной внутренней энергии (кДж)

Р- давление, V – объем

dS = =c_v =R (кДж/(кг град))

Энтропия – это функция, мера вероятности состояния.

7. и 9. Получение электроэнергии. Цикл паросиловой установки (цикл Ренкина).

ƞ=

A-работа.

8. Водяной пар

Парообразование- процесс превращения жидкости в пар.

Конденсация – переход пара в жидкость.

Сухой пар – не содержит капель воды.

Перегретый пар – температура которого выше температуры сухого насыщенного пара при том же давлении.

Получение водяного пара

Получают в парогенераторах за счет сжигания топлива.

Начальное состояние воды массой 1 кг характеризуется температурой 0 ⁰С и удельным объёмом V_o. Сохраняя давление постоянным, будем подогревать воду до температуры кипения Т_кип. В конце процесса подогрева удельный объем кипящей воды составит величину V’ (V’> V_o.).

При дальнейшем подводе теплоты начнется процесс парообразования, температура образовавшегося влажного пара (двухфазной системы) останется постоянной и равной температуре кипения.

Это продолжается до тех пор, пока вся вода не превратится в пар с удельным объемом V’’. Пар будет сухим насыщенным с температурой равной температуре насыщения, Т_н при заданном давлении. Процесс парообразования – изобарно – изотермический.

Дальнейший нагрев сухого насыщенного пара приводит к увеличению его удельного объема до величины V – пар становится перегретым.