Text_lektsiy_z_TTD_chastina_1__3-y_sem_ukr_2015

процесу 2б1 ( dv < 0 , lподв = l2б1 < 0 - РТ стискується)

Сума робіт в циклі

∫δl =l1а2 − l2б1 = lцикла > 0 (площа 1а2б1)

∫δl ≠ 0

Упрямих циклах lцикла є продукцією циклу (цей цикл призначений для отримання роботи), тому lцикла часто називається корисна робота циклу.

2)Зворотні цикли

Реалізуються в холодильних установках (ХУ), теплонасосних установках (ТНУ)..

Зображується в плоских координатах проти ходу годинникової стрілки

Зворотний цикл складається з двох процесів: процес 1а2 ( dv > 0 , lотв = l1а2 > 0 - РТ розширюється)

и

процес 2б1 ( dv < 0 , lподв = l2б1 < 0 - РТ стискується) Сума робіт в циклі

∫δl =l1а2 − l2б1 = lцикла < 0 (площа 1а2б1)

∫δl ≠ 0

Особливість зворотних циклів – оскільки lцикла < 0 , на реалізацію зворотного циклу необхідно витратити роботу (підводити із зовнішнього середовища).

1.7.2ТЕПЛОТА ПРОЦЕСУ

Кількість теплоти в рівноважному процесі дорівнює

2

q1− 2 = ∫Tds

1

Відповідно до цього виразу кількість теплоти можна представити графічно

в Ts координатах у вигляді площі, що обмежена кривою рівноважного процесу і віссю s .

ds

З діаграми видно, що кількість теплоти залежить від характеру процесу, подібно до того, як це наголошувалося для роботи процесу.

Аналіз рівняння :

1.) Теплота рівноважного процесу в Ts координатах еквівалентна площі під кривою процесу. При цьому теплота q1a 2 буде менше ніж теплота q1б2 ( q1a 2 < q1б2 )

2)Якщо ds > 0 (ентропія в процесі зростає), то q > 0 . - теплота підводиться до

РТ.

Якщо ds < 0 (ентропія в процесі зменшується), то q < 0 . - теплота відводить-

ся від РТ

Якщо ds = 0 s = const (изоентропний процес), то q = 0 (немає теплообміну, процес адіабатний).

3)Прямі цикли.

УTs координатах (діаграмі) прямі цикли зображуються за годинниковою стрілкою.

qпідв=q1а2 >0

б 2

процесу 1а2 ( ds > 0 , qподв = q1а2 > 0 - тепло підводиться до РТ) та

процесу 2б1 ( ds < 0 , qотв = q2б1 < 0 - тепло відводиться від РТ) Сума теплот за цикл

∫δq =q1а2 − q2 б1 = qцикла > 0 (площа 1а2б1)

∫δq ≠ 0

4)Зворотні цикли

Зворотний цикл зображується в плоских координатах проти годинникової

стрілки.

qвідв=q2б1 <0

Tб

1

a 2

Зворотний цикл складається з двох процесів:

процесу 1а2 ( ds > 0 , qподв = q1а2 > 0 - тепло підводиться до РТ) та

процесу 2б1 ( ds < 0 , qотв = q2б1 < 0 - тепло відводиться від РТ) Сума теплот в циклі

∫δq =q1а2 − q2 б1 = qцикла < 0 (площа 1а2б1)

∫δq ≠ 0

Питання для самоперевірки знань з ТТД за Розділом 1 (лекції №4)

1.Рівняння для визначення роботи та теплоти в рівноважних процесах (в повних та питомих величинах:

Робота -

δL = pdV

2Деформаційна робота для рівно-

1чинах.

2

L = ∫δL

1

δl = pdv

2Деформаційна робота для рівно-

1личинах.

2

l = ∫δl

1

2.Узагальнений вираз для різних видів енергетичних взаємодій в рівноважних процесах. Дати пояснення до членів рівняння.

δE = y dX

δE - елементарна кількість енергії, що передається у формі відповідного виду роботи;

y - узагальнена сила (потенціал), величина, що породжує дану взаємодію (причи-

на);

X - узагальнена координата даної взаємодії (заряд) - величина, яка змінюється за наявності даної взаємодії (ознака того, що взаємодія має місце).

3. Фізичний зміст ентропії:

ентропія є мірою хаотичності руху мікрочасток, з яких складається тіло.

При підводі до системи (тіла) енергії у формі теплоти, міра хаотичності руху

мікрочасток зростає (зростає внутрішня невпорядкованість, хаотичність), а

при відведенні - навпаки, зменшується.

4.Графічне представлення результатів енергообміну (робота в pv координа-

тах):

в pv координатах площа під кривою процесу 1-2 ( обмежена кривою рівно-

важного процесу і віссю абсцис) є деформаційною роботою процесу

Якщо dv > 0 , то l > 0 . - газ розширюється, робота відводиться (здійснюється газом).

Якщо dv < 0 , то l < 0 . - газ стискується, робота підводиться (витрачається на стискування).

Якщо dv = 0 v = const ( процес ізохорний), то l = 0

5.Графічне представлення результатів енергообміну (теплота в Ts координатах)

кількість теплоти можна представити графічно в Ts координатах у вигляді пло- щі, що обмежена кривою рівноважного процесу і віссю s

ds

Якщо ds > 0 (ентропія в процесі зростає), то q > 0 . - теплота підводиться до РТ.

Якщо ds < 0 (ентропія в процесі зменшується), то q < 0 . - теплота відводить-

ся від РТ

Якщо ds = 0 s = const (изоентропний процес), то q = 0 (не має теплообміну, процес адіабатний).

6.Від чого залежить величина роботи (теплоти) процесу 1-2 Робота (теплота) є функцією процесу, тобто залежить від шляху (характеру)

процесу 1-2 і визначається площею під кривою процесу (робота - в pv координатах, теплота - в Ts координатах)

7.Де реалізуються прямі цикли, як зображуються в pv та Ts координатах: Прямі цикли - реалізуються в теплових двигунах (ДВС, ГТУ, ПТУ .) де теп-

лота перетворюється на роботу. Теплоту отримують, використовуючи первинні енергоресурси нафта, вугілля, газ, мазут і так далі. У координатах (діаграмі) прямі цикли зображуються по ходу годинникової стрілки.

Що таке робота прямого циклу: сума робіт в циклі

∫δl =l1а2 − l2б1 = lцикла > 0 (площа 1а2б1)

∫δl ≠ 0

Упрямих циклах lцикла є продукцією циклу (цей цикл призначений для виробництва роботи), тому lцикла часто називається корисна робота циклу.

Що таке теплота прямого циклу: Сума теплот за цикл

∫δq =q1а2 − q2 б1 = qцикла > 0 (площа 1а2б1)

∫δq ≠ 0

8. Де реалізуються зворотні цикли, як зображуються в pv Ts координатах: Зворотні цикли реалізуються в холодильних установках (ХУ), теплонасосних установках (ТНУ). Зображуються в плоских координатах проти ходу годинникової стрілки

Що таке робота зворотного циклу:

сума робіт в циклі ∫δl =l1а2 − l2б1 = lцикла < 0 (площа 1а2б1)

∫δl ≠ 0

Особливість зворотних циклів – оскільки lцикла < 0 , на реалізацію зворотного циклу необхідно витратити роботу (підводити із зовнішнього середовища).

Що таке теплота зворотного циклу:

сума теплот в циклі∫δq =q1а2 − q2 б1 = qцикла < 0 (площа 1а2б1)

1.8 РІВНЯННЯ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ КІЛЬКОСТІ ТЕПЛОТИ І РОБОТИ В ПРОЦЕСАХ З ТЕРТЯМ

Процеси з тертям - умовно-рівноважні і нерівноважні (обидва нерів-

новажні).

ТЕПЛОТА ПРОЦЕСУ

Q* - загальний тепловий ефект процесу:

Теплота тертя Qr впливає на зміну стану РТ подібно до додаткового зовніш-

нього теплопідводу в кількості Qr > 0 .

Ентропія реагує на хаотичний рух, тобто на загальний тепловий ефект процесу. Враховуючи це, можна записати:

2

Q + Qr = ∫Tds

1

Переконаємося, що процеси з тертям необоротні. Розглянемо два процеси:

q1− 2 < q2 −1

Кількість теплоти, що підводиться в прямому процесі 1-2, буде менше ніж кількість теплоти, що відводиться в зворотному процесі 2-1 при проходженні робочого тіла через ті ж стани. Це означає, що джерело теплоти при

обернені процесу не повернеться у вихідний стан. Це означає, що дані проце-

си є необоротними.

ДЕФОРМАЦІЙНА РОБОТА.

!). Це означає:

якщо в розрахунках із застосуванням цього рівняння отримано Lr < 0 , то висновок один - такий процес неможливий.

Для узагальнення цього виразу на випадок стиснення, досить прийняти,

1 1

ГРАФІЧНА ІНТЕРПРЕТАЦІЯ РІВНЯННЯ

l1− 2 < l2 −1