2. Техническая термодинамика

Основные понятия и определения термодинамики.Теплотехника как наука изучает законы взаимопреобразования тепловой и механической энергии. В свою очередь тепло и работа зависят от ряда параметров, которые на них влияют. Уясните сущность этого круговорота.

Рабочими телами могут быть идеальные и реальные газы. В свою очередь сами рабочие тела могут состоять из суммы разных газов. Необходимо изучить способы задания состава смеси, соотношение между массовыми и объемными долями.

Очень важную роль при определении теплоты играет теплоемкость, которая для разных рабочих тел имеет разное значение. Изучите виды теплоемкостей, связь между ними.

Литература: 6, с.10-42, 63-80.

Вопросы для самопроверки

1. Термодинамическая система.

2. Параметры состояния.

3. Уравнение состояния.

4. Назовите виды теплоемкостей.

5. Зависимость теплоемкости от температуры и давления.

3. Первый закон термодинамики

Согласно первому закону термодинамики теплота может переходить в работу, а работа в теплоту, не устанавливая при этом условий, при которых возможны эти превращения. Необходимо ознакомиться с природой работы и теплоты, как можно определить их в разных диаграммах.

Научиться определять работу, теплоту через термодинамические параметры состояния, а также энтальпию, энтропию.

Литература: 6, с.65-43; 2, с.36-41.

Вопросы для самопроверки

1. В чем состоит сущность первого закона термодинамики?

2. Как можно определить работу?

3. Как определите теплоту?

4. Какая взаимосвязь имеется между теплотой и работой?

5. Охарактеризуйте понятия энтальпии и энтропии.

4. Второй закон термодинамики

Сущность второго закона термодинамики заключается в таких понятиях как теплоотдатчик и теплоприемник. Работа может легко и полностью превратиться в теплоту, но вся теплота не может быть превращена в работу.

Необходимо ознакомиться с основными формулировками второго закона термодинамики, с циклами Карно, понятием термического коэффициента полезного действия.

Литература: 2, с.109-113; 6, с.96-123

Вопросы для самопроверки

1. В чем состоит сущность второго закона термодинамики?

2. Как можно определить термический кпд цикла?

3. Как определить кпд цикла Карно?

4. Какая взаимосвязь имеется общим термическим кпд и кпд цикла Карно?

5. Охарактеризуйте понятия холодильного коэффициента и термического кпд цикла.

6. Почему термический кпд цикла Карно всегда меньше единицы?

7. Почему невозможно превратить теплоту в работу при равенстве температур теплоотдатчика и теплоприемника?

5. Термодинамические процессы

Всего в технической термодинамике имеется пять термодинамических процессов. Четыре из которых являются идеальными (частными) и один обобщающий (реальный). Задачи анализа термодинамического процесса: 1. Выявление соотношения параметров состояния; 2. Выявление особенностей превращения энергии в данном процессе.

Литература: 2, с.67-108; 6, с.80-92.

Вопросы для самопроверки

1. Каким соотношением параметров состояния определяется изохорный процесс?

2. Как можно определить работу в изобарном процессе?

3. Почему теплота равна работе в изотермическом процессе?

4. Какое условие необходимо для адиабатного процесса?

5. Охарактеризуйте понятия политропного процесса.

6. Каким образом можно изобразить процессы на P-VиT-Sдиаграммах?