Тема 7. Основные газовые процессы Вопросы для самостоятельного изучения:

1. Методы исследования термодинамических процессов

2. Изотермический процесс

3. Изобарный процесс

4. Изохорный процесс

5. Адиабатный процесс

6. Политропный процесс

Основные расчетные соотношения, законы, положения по теме:

1. Изохорный процесс (V=const)

; ;

2. Изобарный процесс (P = const)

; ;

3. Изотермический процесс (Т = const)

; ; ;

4. Адиабатный процесс (dq = 0; S=const)

; ;

; ; ;

5. Политропный процесс (с = const)

; ; ; ;

; ; ;

;

;

;

;

Задачи для самостоятельного решения:

1. В закрытом сосуде объемом 0,6 м³ содержится воздух при давлении 0,5 МПа и температуре 20 ⁰С. В результате охлаждения сосуда воздух, содержащийся в нем, теряет 105 КДж теплоты. Принимая теплоемкость воздуха постоянной величиной, определить какое давление и какая температура установится после этого в сосуде.

2. Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть 2 м³ воздуха при постоянном избыточном давлении 0,2 МПа и температуре t₁= 100 ⁰С до температуры t₂=500 ⁰С? Какую работу при этом совершит воздух? Давление атмосферы принять равным 101325 Па.

3. Воздух массой 10 кг расширяется изотермически при температуре 400 ⁰С от начального давления 800 КПа до конечного объема 5 м³. Определить начальный объем, конечное давление, работу расширения, изменения энтропии, энтальпии и внутренней энергии.

4. Адиабатным сжатием повысили температуру воздуха двигателя так, что она стала равной температуре воспламенения нефти. Объем при этом уменьшился в 14 раз. Определить конечную температуру и конечное давление воздуха, если начальные параметры воздуха следующие: Р₁ = 0,1 МПа, t₁=100 ⁰С.

5. Воздух объемом 20 м³ при давлении Р₁=0,1 МПа и температуре t₁=18 ⁰С сжимают по политропе до Р₂=0,8 МПа. Показатель политропы n=1,25. Какую работу надо затратить для получения 1 м³ сжатого воздуха и какое количество теплоты будет отводится при сжатии?

Рекомендуемая литература:

1. Техническая термодинамика и теплотехника: учеб.пособие для вузов/ Л.Т. Бахшиева, Б.П. Кондауров, А.А. Захаров, В.С. Салтыкова; под ред. А.А. Захаровой. – М.: «Академия», 2006 – С. 66 -79

2. Мазур л.С. Техническая термодинамика и теплотехника: Учебник. – м.: гэотар-мед, 2003. – с.18-28

Лабораторная работа №2

Изотермическое сжатие воздуха

Цель работы: изучение изотермического процесса сжатия воздуха

План изучения темы:

1. Изучить теоретический материал, изложенный в ПРИЛОЖЕНИИ 4

2. Выполнить лабораторную работу согласно схемы ООД

3. Построить изотермы сжатия воздуха для трех температур в координатах Pv

4. Построить изотермы сжатия воздуха для трех температур в координатах Pv используя уравнение Ван-дер-Ваальса, оценить (в %) степень расхождения реального процесса сжатия воздуха и теоретического процесса

5. Подготовиться отвечать на контрольные вопросы по теме

Используемое оборудование: U – образные бюретки, штатив, компрессор с разными режимами подачи воздуха (3 различных режима), линейка, секундомер, водяная баня, лед, подогретая вода.