БИЛЕТ 9 МЕНЯЙ К ЧЁРТОВОЙ МАТЕРИ БИЛЕТ!!!!
1)
2)
3)
БИЛЕТ 10
2)Энтропийный баланс низкотемпературных систем. Следствие принципа аддитивности энтропии.
Второе начало термодинамики устанавливает невозможность передачи теплоты от тел с более низкой температурой телам с более высокой температурой без компенсации, или в другой формулировке - невозможность создания вечного двигателя 2-го рода. Исходя из этого, можно установить, что для любой системы, находящейся в равновесном состоянии или претерпевающей равновесные, т.е. обратимые изменения, существует однозначная функция состояния, называемая энтропией. Энтропия является координатой состояния и в этом смысле определяет количество теплоты при равновесных тепловых взаимодействиях. Для изолированной в тепловом отношении системы тел (адиабатная система) суммарное изменение энтропии Σsi всех тел и подсистем, участвующих в любых обратимых процессах, включая изменение энтропии окружающей среды Σs0 (если окружающая среда является частью рассматриваемой изолированной
системы), равно нулю.
= 0 ; 0 = ; ∆ + ∆0 = 0
Эти уравнения выражают второе начало термодинамики для равновесных систем
и обратимых процессов; индекс 0 у знака дифференциала означает, что в общем
случае Q и L не являются функциями состояния, a d°Q и d°L - полными дифференциалами.
При любых необратимых процессах в замкнутой адиабатной системе (общая
масса не изменяется) энтропия системы возрастает, т.е.
Σsi + ∆s0 >0
Таким образом, общее выражение для суммарного изменения энтропии в
замкнутой адиабатной системе тел при любых типах протекающих в системе процессов имеет вид:
Σsi + ∆s0 ≥ 0
3) Изотермическое сжатие в компрессоре для различных газов. Соотношение между проведённой работой и отведённой теплотой.
В механической системе, параметром, который наиболее часто используется для понижения температуры является давление.
Для его увеличения используется изотермическое сжатие в компрессоре.
|
Рисунок 35. Изотермическое сжатие в компрессоре. |
|
В результате изотермического сжатия получаем газ имеющий |
|
энтропию меньше чем в начальном состоянии, что позволяет при |
1 |
дальнейшем изоэнтропном расширении (в идеальном детандере) |
+ сж = 2 + сж |
|
|
получить понижение температуры. |
сж = сж − ( 1 − 2) |
|
0 |
= 1 = 2 => сж = 0( 1 − 2) |
Соотношение между теплотой и работой сжатия зависит от соотношений энтальпий в начале и в конце процесса изотермического сжатия.
Положение изоэнтальп на T-S диаграмме реального газа.
Рисунок 64. Изоэнтальпы азота в T-S координатах. Кривая инверсии проведена пунктиром.
Кривая инверсии делит газовую область на две части:
-выше линии инверсии изоэнтальпа имеет положительный угол наклона с осью энтропий
-ниже линии – отрицательный
-на самой линии угол равен нулю
В области малых давлений <0,1 атм газ ведёт себя как идеальный, и изоэнтальпа совпадает с изотермой.
Поэтому при рассмотрении изотермического сжатия газа в компрессоре и определении соотношения между L и Q необходимо учитывать, где относительно линии инверсии проходит процесс изотермического сжатия.
3) Сжатие ниже линии инверсии.
|
Рисунок 65. Сжатие ниже |
|||
|
кривой инверсии. |
− ( 1 |
||
|
h1>h2 сж = 0( 1 |
− 2) |
||
|
|
− 2) |
− 2) |
|
|
сж < сж = 0( 1 |
|
||
инверсии. |
4) Сжатие выше линии |
|||
|
|
|
|
|
Рисунок 66. Сжатие выше |
|
|||
кривой инверсии. |
− ( 1 |
− 2) |
||
h1<h2 |
сж = 0( 1 − 2) |
|||
|
сж > сж = 0( 1 |
− 2) |
|
|
Графическое отображение и сравнение работ при сжатии выше и ниже кривой инверсии.
Рисунок 67. Графическое отображение работ сжатия: а) ниже кривой инверсии; б) выше кривой= = инверсии− .
Рассмотрим случай когда сж сж 1 2 Это возможно в двух случаях:
3.Если газ – идеальный, и изоэнтальпы совпадают с изотермами.
4.Если сжатие началось под кривой инверсии, а закончилось выше кривой инверсии, попав на ту же изоэнтальпу.
Рисунок 68. Работа сжатия равна отведённой теплоте: а) идеальный газ; б) реальный газ
4) Дифференциальный эффект дросселирования. Зависимость от
температуры и давления. |
= ( ) [ПаК ] |
Дифференциальный дроссель-эффект |
Знак дроссель-эффекта определяется углом наклона изоэнтальпы с горизонтальной осью в T-S координатах.
При отрицательном угле наклона изоэнтальпы дроссель эффект положителен.
Рисунок 75. Кривая инверсии.
Нижняя температура и давление инверсии определяют точку пересечения линии инверсии и пограничной кривой.
Верхняя температура инверсии определяет предел, выше которого дроссель-эффект не может быть положительным. Аналогичные размышления относительно верхнего давления инверсии.
Верхнее давление инверсии в TS координатах, определяет изобару, имеющую одну точку касания с линией инверсии.