книги из ГПНТБ / Лукьянов Н.Н. Основные понятия технической термодинамики учеб. пособие
.pdfМ И Н И СТ Е Р СТ В О В Ы СШ ЕГО И С Р Е Д Н Е Г О С П Е Ц И А Л Ь Н О Г О О Б Р А ЗО В А Н И Я У З Б Е К С К О Й С С Р
ТАШКЕНТСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Н. Н. ЛУКЬЯНОВ
ОСНОВНЫЕ понятия ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ
(учебное пособие)
Ташкент —г 1973 іѵ
МИНИСТЕРСТВО ВЬЮШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНІЙ
УЗБЕКСКОЙ ССР
ТАШКЕНТСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Н.Н.ЛУКЬЯНОВ
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ (учебное пособие)
1
л тт V ТГі
"i.“ £
Тшкент -  | 
	г .  | 
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	2 .  | 
	
  | 
|
  | 
	В книге изложены основные понятия  | 
|||||
  | 
	технической термодинамики,  | 
	область  | 
	при  | 
|||
■^2, <-3 ééO ^ - менения тепловых двигателей и  | 
	аппаратов  | 
|||||
Ж  | 
	в народном хозяйстве.  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
Книга предназначена для  | 
	студентов  | 
|||||
  | 
||||||
  | 
	высших учебных  | 
	заведений,  | 
	оообенно  | 
	сту  | 
||
  | 
	дентов заочного  | 
	обучения.  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
- 3 -
'ТОРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
  | 
	-  | 
	температура,  | 
	°С;  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|||
7  | 
	-  | 
	абсолютная температура,°К;  | 
	
  | 
|||||||
р  | 
	-  | 
	давление*я/м^ или  | 
	бар;  | 
	
  | 
||||||
? м й м ’ Р & р ' Р ы -  | 
	Давление  | 
	
  | 
	манометрическое, барометрическое  | 
|||||||
  | 
	
  | 
	вакуумш трическое,  | 
	
  | 
	н/м^, бар;  | 
	
  | 
|||||
V  | 
	-  | 
	удельный  | 
	объем,і^ к г ;  | 
	
  | 
||||||
V  | 
	-  | 
	объем, ы^;  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
р  | 
	-  | 
	плотность,  | 
	к  | 
	у і  | 
	/  | 
	і  | 
	■  | 
	
  | 
||
f  | 
	-  | 
	удельный  | 
	в е с ,  | 
	к  | 
	л  | 
	^  | 
	и  | 
	* •  | 
	
  | 
|
И  | 
	-  | 
	внутренняя  | 
	энергия,  | 
	кди/юг ;  | 
	
  | 
|||||
I  | 
	-  | 
	энтальпия,  | 
	кди/лѵг ;  | 
	
  | 
	
  | 
|||||
S  | 
	-  | 
	энтропия,  | 
	ь м / и л - т р - а д  | 
	
  | 
||||||
е  | 
	-  | 
	эксергия, кW к - і ■  | 
	
  | 
	
  | 
||||||
Q  | 
	-  | 
	количеств*.  | 
	
  | 
	іла,  | 
	
  | 
	кди;  | 
	
  | 
|||
(j  | 
	-  | 
	удельное  | 
	количество  | 
	тепла, кди/ ауі •  | 
	
  | 
|||||
d -  | 
	работа,  | 
	кди ;  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
С  | 
	-  | 
	удельная  | 
	работа,кди/ <сг ;  | 
	
  | 
||||||
'У  | 
	-  | 
	в е с , юі;  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
m -  | 
	масса, кт ;  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	о  | 
	
  | 
|||
  | 
	
  | 
	ускорение  | 
	силы  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|||
( j  | 
	-  | 
	тявести, м/сек ;  | 
	
  | 
|||||||
/  | 
	-  | 
	работа перемещения  | 
	
  | 
	газов,к ди / й-ч.у  | 
	
  | 
|||||
f  | 
	-  | 
	техническая работа,  | 
	луілс/ди.;  | 
	
  | 
||||||
с  | 
	-  | 
	удельная  | 
	массовая  | 
	
  | 
	теплоемкость, кди/ и z  | 
	град;  | 
||||
С- удельная теплоемкость при постоянном давлении, кдд/fc't- град;
Си,-  | 
	удельная теплоемкость при постоянном объеме  | 
||
  | 
	
  | 
	
  | 
	кд а / т - ■град;  | 
V  | 
	
  | 
	-  | 
	скорость, ь^сек:  | 
Я.  | 
	-  | 
	газовая постоянная, кдж/ м • ір ад;  | 
|
jU  | 
	-  | 
	относительная молекулярная маоса, к л - j  | 
|
к  | 
	
  | 
	-  | 
	число молекул;  | 
r  | 
	^  | 
	-  | 
	термический к .п .д . ;  | 
ц  | 
	д -  | 
	относительный внутренний к .п .д .;  | 
|
^  | 
	
  | 
	-  | 
	механический к .п .д .;  | 
п  | 
	
  | 
	-  | 
	эффективный к .п .д . паро-турбииы.  | 
<*РГУЯ
  | 
	
  | 
	- 5 -  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
  | 
	_  | 
	ч ВВЕДЕНИЕ  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
- щ.-і Каждый раздел  | 
	науки, как правило, начинается  | 
	с  | 
	основных  | 
||||
понятий, з  | 
	которых прежде всего рассматриваются  | 
	
  | 
	ОСОБЕННО  | 
||||
СТИ данного  | 
	предмета,  | 
	. S ....  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
Книга по  | 
	технической термодинамике  | 
	особенно  | 
	нуждается  | 
||||
в наличии подробного раздела  | 
	по  | 
	основным понятиям, что  | 
|||||
  | 
	о  | 
	
  | 
	
  | 
||||
является залогом успешного усвоения материала курса в це
лом'., ■  | 
	: .  | 
	• ••’Ü- 1 •  | 
	.  | 
Большинство  | 
	студентов  | 
	яеэнергетических специальностей  | 
|
ВТУБ-ов изучают техническую термодинамику по учебникам и учебным; пособиям "Облая теплотехника? написанным разными авторами и авторскими коллективами.
Однако выпущенные за последние десятилетия книги "Об щая теплотехнике ".обладая целым-рядом достоинств, стали приводить сведения,относящиеся к основным понятиям,весь ма сокращенно и неодинаковые по своему объему у разных авторов.Это стало отрицательно сказываться на усвоении технической термодинамики,особенно студентами заочной и вечерней системы образования,проходящих обучение в услови ях малого "живого" слова.
6 свази с изложенным,нами поставлена цель написания учебного пособия СПЕЦИАЛЬНО ПО ОСНОВНЫМ ПОНЯТИЯМ техничес кой термодинамики.
г
- 6 -
Настоящее пособие не подменяет собой учебника по
технической термодинамике, а предполагает предварительное
или параллельное  | 
	изучение основных понятий,  | 
	ч то,  | 
	по наше  | 
||||||
му мнению, сделает дальнейшее  | 
	изучение курса в целом с о з   | 
||||||||
нательно понятным, быстрым и углубленным. Оно также рас  | 
|||||||||
считано на желающих УГЛУБИТЬ СБОИ ЗНАНИЯ по  | 
	основным поня  | 
||||||||
тиям технической  | 
	термодинамики.  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||||
Пособие состоит из трех разделов.  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||||||
В первом  | 
	разделе -  | 
	"Общие определения"  | 
	-  | 
	приводятся  | 
|||||
сведения, касающиеся принципов и метода исследования в  | 
|||||||||
технической термодинамике.  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	*  | 
	
  | 
||||
Во  | 
	втором  | 
	разделе -  | 
	"Основные  | 
	понятия технической тер  | 
|||||
модинамики" -  | 
	приводится материал,  | 
	составляпций,  | 
	по нашему  | 
||||||
мнению,  | 
	комплексное изложение  | 
	основных понятий:  | 
	
  | 
||||||
1 . О рабочем теле и  | 
	его  | 
	параметрах;  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||||
2 . О термодинамической системе;  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||||||
3 . Об анергии и энергообмене между системой  | 
	и средой;  | 
||||||||
4 .  | 
	Об уравнениях состояния идеальных и  | 
	реальных газов;  | 
|||||||
5 . О процессах - обратимых, необратимых, равновесных,  | 
|||||||||
  | 
	неравновесных;  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
6 .  | 
	О вычислении работы -  | 
	расширения, располагаемой,  | 
|||||||
  | 
	технической;  | 
	f  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|||
7 .  | 
	О вычислении количества тепла.  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|||||
В третьем  | 
	разделе -  | 
	"Прикладное значение  | 
	технической  | 
||||||
терло,динамики"  | 
	-  | 
	приводятся современные области  | 
	применения  | 
||||||
тепловых двигателей и аппаратов в инженерной  | 
	
  | 
	практике.  | 
|||||||
В связи с тем , что не одно столетие международными научными языками являлись так называемые классические языки - латинский и греческий, в Приложении приводится объяснение иноязычным словам, нашедшим наибольшее приме
нение в курсах технической термодинамики различных эето-
о
ров.
Существующая термодинамическая учебная литература
обширна, причем; трудно отдать предпочтение тому или ино
му изданию, так как любое из них по составу и расположе нию материала не может удовлетворить одновременно всех читателей. Однако несмотря на эти обстоятельства, автор считает оправданным издание настоящего учебного пособия, отличающегося характером изложения ж составом материала.
При написании у.ебн ого пособия особое внимание обращалось на логическую последовательность вводимых поочередно на учных данных и определений, на их органическую связь меж ду собой, Важнейшие сведения сопровождались указаниями исторических дат.
Автор выражает глубокую благодарность кандидатам технических наук, профессору Б.М.Гуровичу, заведующему кафедрой "Теоретическая и общая теплотехника", сделавше1му ценные замечания по рукописи, и доценту С.М.Межѳрицкому, с большим вниманием отредактировавшему данное учебное пособия.
- 8 -
I.ОБЩИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ^
I - I . НАЗВАНИЕ, СОДЕРЖАНИЕ , ПРИНЦИП^ТЕРМОДИНАМИКИ.
ТЕРМОДИНАМИКА ПО СВОЕМУ НАЗВАНИЮ происходят из объеди
нения двух греческих слов:"терм"- тепло и "динам"- сила.
Однако это,исторически сложившееоя название предмета пол-
■’Р
ностьв не отвечает его содержание.
ТЕРМОДИНАМИКА ПО СВОЕМУ СОДЕРЖАНИЮ является наукой о законах превращения энергии в физических, химических и
других процессах, сопровождающихся выделением либо погло щением тепла.
Громадное количество явлений природы связано с тепло
выми процессами, поэтому термодинамика является одной из
отраслей  | 
	естествознания .В  | 
	самом  | 
	общем смысле термодинами  | 
||||||
ка  | 
	-  | 
	это  | 
	наука об энергии  | 
	и е е  | 
	свойствах.  | 
	
  | 
	
  | 
||
  | 
	
  | 
	
  | 
	ОСНОВНЫМИ ПРИНЦИПАМИ ТЕРМОДИНАМИКИ являются два  | 
||||||
экспериментально установлеиш х  | 
	закона, характеризующих  | 
||||||||
повседневный опыт в земных условиях.  | 
	
  | 
	
  | 
|||||||
  | 
	
  | 
	Первый закон термодинамики представляет приложение  | 
|||||||
основного закона прцэѳжі-  | 
	закона превращения и  | 
	сохраяв  | 
|||||||
и м  | 
	зяерпш  | 
	- к Я Ш М  | 
	ЯВЛЕНИЯМ.  | 
	
  | 
	
  | 
||||
  | 
	
  | 
	Второй  | 
	закон характеризует  | 
	направление  | 
	протекающих  | 
||||
*  | 
	ириродв  | 
	Тенлевкх  | 
	процессов, условия  | 
	их протекания,  | 
|||||
а  | 
	тощ**», в  | 
	частности,  | 
	утверждает невозможность  | 
	полного  | 
|||||
превращения текла в работу в тепловых двигателях.Термо динамика ш самостоятельная наука возникла тогда,когда были открыты вти два закона (называемые поэтому такие порами и вторым НАЧАЛАМИ термодинамики).
- 9 -
В начале XX в . был установлен принцип недостижимости абсо лютного нуля температуры,подучивший название тепловой тео  ремы Нернста.Она п о зв о л и т определить свойства тел при очень низких температурах.Эта теорема применяется в основ ном при исследовании химических процессов и имеет более ог
раниченное применение по сравнению с двумя законами термоди
намики .
ОСНОВНАЯ ЗАДАЧА ТЕРМОДИНАМИКИ заидш ается в исследовании
общих свойств физической системы при равновесии и закономер
ностей, имеющих место при установлении равновесия, а также процессов, происходящих G телами вследствие внешнего эн ер ге- 0
тического воздействия.Предметом изучения при этом являются результаты этого воэдействия:совершенная работа,количество
поглощенного телом тепла, конечное состояние,достигаемое те
лом .  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
ИСТСРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ.  | 
	
  | 
	
  | 
||
Толчком к возникновению  | 
	термодинамики послужило  | 
	появление  | 
||
первого универсального  | 
	теплового двигателя - паровой машины,  | 
|||
а первым термодинамическим исследованием является работа  | 
	
  | 
|||
французского инженера Сади Карно "Размышления о  | 
	движущей  | 
	си  | 
||
ле огня”(і8 2 Ч ), посвященная изучению превращения  | 
	тепла в  | 
	ра  | 
||
боту, т .е . термодинамика  | 
	исторически  | 
	возникла из  | 
	потребностей  | 
|
теплотехники. В XX в . термодинамика  | 
	значительно  | 
	переросла  | 
	
  | 
|
первоначальные требования теплотехники,занимаясь  | 
	изучением  | 
|||
закономерностей тепловой формы движения материи и о влиянии теплового движения на свойства физических тел.
