I. Пояснительная записка.

Методические указания по изучению дисциплины «Термодинамика» предназначены для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальностям 13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)», 21.02.17 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых».

Учебная дисциплина «Термодинамика» является дисциплиной общепрофессионального цикла в структуре основной профессиональной образовательной программы по специальности.

Данная дисциплина предусматривает изучение превращения энергии в различных процессах, сопровождающихся тепловыми эффектами, способов превращения теплоты в механическую работу, теории и принципа работы тепловых двигателей.

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь: решать отдельные тепловые задачи применительно к различным элементам энергетических установок, применять законы термодинамики, теплопередачи при изучении смежных дисциплин.

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать: законы термодинамики, основные закономерности термодинамических процессов в энергетических установках, принципиальное устройство тепловых двигателей, паровых и газовых турбин.

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен обладать следующими общими компетенциями:

понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес; организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество; принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность; осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития; самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации; ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

Основная форма изучения дисциплины – самостоятельная работа студента над учебной литературой и технической документацией. Изучение дисциплины следует начинать с изучения литературы. При этом рекомендуется последовательность в изучении программного материала. Приступая к изучению темы, необходимо внимательно прочитать ее от начала до конца, найти в рекомендованной литературе соответствующие параграфы и проработать их. Все это дает возможность составить себе ясное представление о содержании темы. После этого следует приступать к более глубокому изучению темы. При изучении отдельного параграфа, прежде всего, нужно весь его прочитать, обдумывая каждое предложение. При повторном чтении параграфа следует записать основное содержание рассматриваемых вопросов в конспект.

По данной дисциплине предусмотрено выполнение одной домашней контрольной работы, одной лабораторной и двух практических работ.

Выполнение контрольной работы определяет степень усвоения студентами изученного материала и умение применять полученные знания при решении практических задач.

Варианты контрольной работы составлены применительно к действующей рабочей программы по дисциплине.

Учебный материал рекомендуется изучать, в той последовательности, которая указана в методических указаниях:

- ознакомление с тематическим планом и методическими указаниями по темам;

- изучение программного материала по указанной литературе;

- составление ответов на вопросы самоконтроля по темам;

При изучении материала необходимо соблюдать единство терминологии и обозначений в соответствии с действующими международными, государственными и отраслевыми стандартами.

Итоговая аттестация по дисциплине проводится в форме экзамена.

II. Тематический план учебной дисциплины, методические указания по изучению каждой темы и вопросы для самоконтроля.

Тематический план учебной дисциплины

Наименование разделов и тем	Макс. нагр.	Сам. раб.	Количество аудиторных часов при очной форме обучения
			всего	в т. ч. практические занятия
Раздел 1. Элементы технической термодинамики	33	11	22	16
Тема 1.1 Теоретическая термодинамики.	33	11	22	16
Раздел 2. Основы теплопередачи	12	4	8	4
Тема 2.1 Теплопроводность	9	3	6	4
Тема 2.2 Теплопередача	3	1	2
Раздел 3. Топливо и котельные установки	9	3	6
Тема 3.1 Топливо	3	1	2
Тема 3.2 Котельные установки	6	2	4
Всего по дисциплине:	54	18	36	20

Содержание учебной дисциплины.

Раздел 1. Элементы технической термодинамики.

Тема 1.1 Теоретическая термодинамики.

Обучающийся должен знать: основные параметры рабочего тела, уравнения состояния идеального и реального газа, свойства газовой смеси, основные понятия и определения, формулировку первого закона термодинамики, условия протекания термодинамических процессов, сущность второго закона термодинамики.

Обучающийся должен уметь: определять работу при расширении газа, применять уравнения состояния идеального газа и первого закона термодинамики при решения задач, рассчитывать газовые смеси.

Обучающийся должен иметь представление: об определении удельной, массовой, объемной теплоемкости, о соотношении между ними, о сущности процессов, происходящих при истечении и дросселировании газов и паров, об элементарной схеме паросиловой установки и сущности паросилового цикла.

Основные понятия: содержание и определения термодинамики как науки. Понятие рабочего тела и параметры его состояния. Идеальный газ. Применение понятия для реальных газов. Законы Шарля, Авогадро, Гей-Люссака, Бойля-Мариотта. Уравнение газового состояния. Универсальная газовая постоянная, ее физический смысл.

Понятие газовой смеси. Свойства, применение, способы задания газовых смесей. Парциальное давление и объем компонентов смеси. Основные характеристики смеси. Закон Дальтона. Понятие теплоемкости, ее виды. Связь между теплоемкостями. Зависимость теплоемкости от температуры. Понятие истинной и средней теплоемкости.

Классификация термодинамических процессов изменения состояния рабочего тела. Изохорный, изотермический, изобарный, адиабатный, политропный процессы, их изображение. Расчетные выражения для определения тепла, работы, изменения внутренней энергии. Зависимость между параметрами состояния в процессах. Круговые процессы. Понятие КПД циклов.

Понятие об истечении. Сопла и диффузоры. Особенности истечения из суживающихся и комбинированных сопел. Режимы истечения. Дросселировании газов и паров.

Практическая работа № 1

Расчет термодинамических процессов.

Практическая работа № 2

Расчет цикла Карно.

Лабораторная работа № 1

Проверка закона Бойля-Мариотта.

Вопросы для самоконтроля.

1. Что называется рабочим телом?

2. Какими основными параметрами определяется состояние рабочего тела?

3. Каково соотношение между температурой, выраженной в Кельвинах и градусах Цельсия?

4. Какой газ принято считать идеальным и чем он отличается от реального газа?

5. От каких параметров зависит теплоемкость идеального и реального газа?

6. В чем сущность первого закона термодинамики и каково его математическое выражение?

7. Как определяется работа газа в термодинамических процессах и в каких единицах измеряется?

8. Что такое внутренняя энергия газа и от чего зависит?

9. Запишите уравнение Менделеева-Клапейрона. Перечислите основные параметры, входящие в это уравнение.

10. Что такое дросселирование газов?