Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
57
Добавлен:
27.02.2014
Размер:
10.69 Mб
Скачать

41

это логарифмическая

кривая

= ;

Изображение изобары отличается от изображения изохоры крутизной. Изобара

положе изохоры (

 

 

42

 

Изобары для различных давлений

изображаются в T-S-

диаграмме эквидистантными кривыми

 

 

14.3. Изотермные процессы

 

Изотерма идеального газа в

диаграмме изображается равноосной гиперболой.

 

 

Это закон Бойля-Мариотта

 

и

равны нулю (

)

 

Теплота определяется из первого закона термодинамики

 

43

Изображение изотермного процесса в диаграмме

При изотерическом сжатии или расширении все тепло превращается в работу и наоборот. В реальных процессах осуществить это невозможно, но есть схема тепловых машин, где реализуются приближения к изотерическим процессам, что дает возможность увеличить количество работы, получаемой из тепловой энергии (например сжатие газа в многоступенчатом компрессоре с промежуточным охлаждением рабочего тела и др.)

14.4. Адиабатные процессы

Эти процессы без отвода и подвода теплоты извне, т.е. без теплообмена рабочего тела с внешней средой.

изменяются

Вывод уравнения адиабаты

На основании первого закона термодинамики

44

Для атомных газов Для атомных газов (водяной пар) при

С повышением температуры уменьшается.

Адиабата в диаграмме изображается круге изотермы

45

Следовательно

Соотношения между

46

Определение работы расширения

после подстановки под знак интеграла и интегрирования имеем:

Кроме того, так как в адиабатных процессах при внешняя работа выполняется за счет внутренней энергии (первый закон термодинамики), то можно записать:

Это соотношение показывает, что при адиабатном процессе работа расширения совершается за счет уменьшения внутренней энергии самого рабочего тела

Схема энергобаланса

Изображение адиабаты в диаграмме

47

Адиабатный обратимый процесс называется также изоэнтропическим или

изоэнтропным

Рабочие процессы расширения и сжатия газов в тепловых машинах близки к адиабатным

14.5. Политропные процессы

14.5.1. Определения

Политропными называются такие обратимые процессы, в которых изменяются все параметры состояния, где участвует и совершается работа . Политропных процессов множество, они отличаются друг от друга теплоемкостью . Каждому процессу соответствует своя теплоемкость.

14.5.2. Изображение политропных процессов

в диаграмме

Пунктиром изображено множество политропных процессов.

Уравнение политропы

Частные случаи политропных процессов:

1.

48

2.

3.

4.

Остальные процессы имеют промежуточные величины

14.5.3. Вывод уравнения политропы

В качестве базы возьмем уравнения первого закона

где теплоемкость при политропном процессе В таком случае исходное уравнение можно переписать

Разделив правую и левую части уравнений:

Обозначив показатель политропы

14.5.4. Определение теплоемкости политропного процесса

так как то

49

,т.е.

Отрицательная теплоемкость при

Положительная теплоемкость при

Физический смысл отрицательной теплоемкости

При теплоемкость . В этих политропных процессах при расширении газ производит работу значительно превышающую то количество тепла, которое подводится к газу в процессе расширения. В этом случае на производство работы помимо тепла, подводимого к газу, расходуется и некоторое количество его внутренней энергии. Хотя к газу и подводится тепло, но оно целиком превращается в работу, а убыль внутренней энергии газа ведет к снижению его температуры. Таким образом, в данном случае мы имеем дело с весьма своеобразным процессом: тепло к системе подводится, но температуры системы уменьшается. В соответствии с общим

определение теплоемкости , мы приходим к выводу, что теплоемкость такого

политропного процесса отрицательна.

Зависимость теплоемкости от показателя политропы представлена на рисунке

50

14.5.5.Соотношения основных параметров

вполитропных процессах

и

и

и

14.5.6. Определение работы расширения в политропных процессах

Формулы по аналогии с адиабатой

14.5.7. Изменения энтропии в политропных процессах

т.к.

По этой формуле можно построить политропу, если задан показатель .

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.