Группы политропных процессов

Несмотря на большое разнообразие политропных процессов, они по характеру преобразования энергии могут быть разбиты на три группы.

Рис. 10.2. Группа № 1

Рис. 10.3. Группа № 2

Рис. 10.4. Группа № 3

Коэффициент распределения тепла: , т.к. , то - в политропных процессах постоянен.

Доля теплоты, расходуемой на совершение работы, . Доля внутренней энергии, расходуемой на совершение работы .

Схема распределения энергии для каждой из трех групп одинаковы.

Сплошные стрелки соответствуют процессам расширения, а пунктирные – процессам сжатия.

Области расположения в – и TS – координатах заштриховали области процессов расширения.

Каждой из групп соответствуют следующие диапазоны изменения показателя политропы n: для группы 1: , для группы 2: , для группы 3: .

Рис. 10.5. Диапазоны изменения показателя политропы № 1

Рис. 10.6. Диапазоны изменения показателя политропы № 2

Рис. 10.7. pv-диаграмма

Рис. 10.8. TS-диаграмма

При составлении схемы любого политропного процесса, расположение которого в спектре политроп и направление известны, необходимо установить, какие знаки (положительные или отрицательные) имеют составляющие энергии q, u, l.

При этом следует иметь в виду, что области процессов сжатия и расширения разграничивает изохора, проведенная через начальную точку процесса.

Рис. 10.9. pv-диаграмма

Рис. 10.10. TS-диаграмма

Здесь заштрихованы области расширения где работа положительна. Области процессов с подводом и отводом тепла разграничивает адиабата

Н а графиках заштрихованы области, где тепло подводится (q >0).

Рис. 10.11. pv-диаграмма

Рис. 10.12. TS-диаграмма

Области процессов с увеличением и уменьшением внутренней энергии разграничивает изотерма.

Заштрихованы области процессов с увеличением внутренней энергии ( ).

Рис. 10.13. Политропный процессы различных степеней

Рис. 10.14. Политропный процесс сжатия

Пример: Составить схему распределения энергии для политропного процесса сжатия с n=10. Для решения необходимо определить расположение процесса на графике в системе - или TS- координат. Политропа сжатия с n=10 расположена между адиабатой (n=k) и изохорой и направлена влево (по стрелке на рис. 10.13).

Процесс расположен выше изотермы и выше адиабаты, т.е. в области процессов с подводом тепла (q>о) и в области процессов c увеличением внутренней энергии ( ). По условию l<0 . Полученному сочетанию знаков q, и l соответствует схема, представленная на рис. 10.14.