Оглавление

ВВЕДЕНИЕ. Техническая термодинамика как теоретическая основа теплоэнергетики……………………………………………………….............. 3

1. ОБЩИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПОНЯТИЯ…..……………………………… 5

1.1. Термодинамическая система…………………………………………… 5

1.2. Термодинамические параметры состояния………………………….. 7

1.3. Основные понятия, характеризующие термодинамическую

систему………………………………………………………………………… 15

1.3.1. Равновесные и неравновесные состояния термодинамических тел и систем…………………………………………………………………… 15

1.3.2. Уравнение состояния термодинамической системы……...……. 15

1.3.3. Термические коэффициенты……………………………………….. 17

1.3.4. Термодинамический процесс……………………………………….. 18

2. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ ДЛЯ ЗАКРЫТОЙ СИСТЕМЫ 21

2.1. Работа изменения объема…………………………………………….. 22

2.2. Теплота, теплоемкость, энтропия…………………………………….. 24

2.3. Внутренняя энергия……………………………………………………... 29

2.4. Первый закон термодинамики для закрытой системы……………. 30

2.4.1. Аналитические выражения первого закона термодинамики…... 33

2.4.2. Энтальпия……………….……………………………………………… 34

3. ГАЗЫ И ГАЗОВЫЕ СМЕСИ………………………………………………. 37

3.1. Законы идеальных газов……………………………………………….. 37

3.1.1. Внутренняя энергия идеального газа……………………………… 40

3.1.2. Теплоемкости газов…………………………………………………… 43

3.1.3. Энтальпия идеальных газов………………………………………… 49

3.1.4. Энтропия идеальных газов………………………………………….. 51

3.2. Газовые смеси…………………………………………………………… 52

4. ГАЗОВЫЕ ПРОЦЕССЫ.....…………………….…………………………. 58

4.1. Политропные процессы………………………………………………… 58

4.2. Частные случаи политропных процессов…………………………… 62

4.3. Изображение политропных процессов в Р,v и T,s- диаграммах… 66

4.4. Установление показателя политропы по опытным данным……... 73

4.5. Качественный и количественный анализ политропных процессов в Р,v- и T,s- диаграммах……………………………………………………….. 76

4.6. Определение термодинамических свойств идеальных газов с учетом влияния температуры на их изобарную и изохорную

теплоемкости………………………………………………………………….. 80

5. РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ И ПАРЫ..........................…………………………… 88

5.1. Термические свойства реальных газов............…………………….. 88

5.2. Уравнения состояния реальных газов

Энергетические свойства реальных газов........…………………....... 96

6. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ И ВОДЯНОГО

ПАРА........……………………………………………………………..…… 99

6.1. Фазовые состояния и превращения воды....………….................... 99

6.2. Фазовые диаграммы Р,t-, Р,v- и T,s для Н₂О.................…………. 102

6.3. Жидкость на линии фазового перехода.....................……………. 114

6.4. Сухой насыщенный пар..................…………………..……………... 118

6.5. Влажный насыщенный пар.............……………….......................... 121

6.6. Перегретый пар..........................………………………………….…. 122

6.7. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара…. 126

6.8. Диаграмма T,s для воды и водяного пара.........………..…..…….. 128

6.9. Диаграмма h,s для воды и водяного пара....………….…………... 131

6.10. Основные процессы изменения состояния водяного пара...…. 135

7. ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ...............................……………………….……... 143

7.1. Основные характеристики влажного воздуха..............……….…. 143

7.2. Характеристики атмосферного влажного воздуха..........……….. 145

7.3. H,d- диаграмма атмосферного влажного воздуха........………..... 152

8. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ………….……………………... 168

8.1. Замкнутые процессы (циклы)………………………………………… 169

8.1.1. Коэффициенты, характеризующие тепловую экономичность

обратимых циклов………………………………………………………….. 169

8.1.2. Цикл Карно…………….……………………………………………… 172

8.1.3. Обратный цикл Карно……………………………………………….. 176

8.1.4. Регенеративный (обобщенный) цикл Карно…..………………… 178

8.1.5. Теорема Карно……………………………………………………….. 180

8.1.6. Термодинамическая шкала температур.

Теорема Нернста – третье начало термодинамики…...……………… 181

8.2. Энтропия реальных тел и ее изменение в необратимых процессах. Объединенное уравнение первого и второго законов

термодинамики……………………………………………………………… 184

8.3. Изменение энтропии изолированной системы…………………… 188

8.3.1. Изменение энтропии изолированной системы при

теплообмене…………………………………………………………………. 188

8.3.2. Изменение энтропии изолированной системы при

преобразовании работы в теплоту и теплоты в работу……………… 190

8.3.3. Принцип возрастания энтропии изолированной системы……. 194

8.4. Получение работы в изолированной системе.

Эксергия в объеме и ее потери…………………………………………… 195

8.4.1. Эксергия в объеме…………………………………………………... 196

8.4.2. Практическое значение эксергии…………………………………. 201

8.4.2.1. Определение эксергии источников работы, имеющих

термическую неравновесность…………………………………………… 201

8.4.2.2. Определение влияния необратимости на полезную работу в изолированной системе…………………………………………………. 203

ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................…………………………………….........…..... 218

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.....………………………………....... 219