Ідеальний газ. Універсальне рівняння стану ідеального газу Менделєєва-Клапейрона.
Ідеальний газ—це газ, в якому відсутні сили взаємодії між молекулами, а розміри молекул значно менші, ніж об’єм, який вони займають, отже, нехтують силами взаємодії між молекулами та їх розмірами.
Ідеальний газ—це такий стан газу, тиск якого прямує до нуля. В ТОТ часто для спрощення розрахунків і пояснення фізичного змісту виконують розрахунки, замінюючи реальний газ ідеальним.
Основні параметри стану ідеального газу зв’язані між собою рівнянням Менделєєва - Клапейрона
де
тиск,
Па;
об’єм,
м3;
маса,
кг;
газова
стала, Дж/(кг·К);
абсолютна
температура, К;
молекулярна
вага газу, кг/кмоль;
універсальна
газова стала, кг/(кмоль·К),
.
Лекція 4
Перший закон термодинаміки. Визначення і аналітичний вираз першого закону термодинаміки. Рівняння першого закону термодинаміки для потоку. Загальний метод дослідження термодинамічних процесів.
Перший закон термодинаміки
Перший закон термодинаміки—це застосування загального закону збереження матерії щодо видів енергій, має філософське і важливе технічне значення, тому існує ряд визначень:
Енергія безслідно не зникає і не виникає із нічого, а лише переходить з одного виду в інший.
Неможлива робота вічного двигуна першого роду, тобто двигуна, до якого періодично підводився любий вид енергії.
Кількість підведеної теплоти до термодинамічної системи йде на зміну внутрішньої енергії робочого тіла і виконання зовнішньої корисної роботи цим тілом.
,
кількість
підведеної теплоти, Дж;
зміна
внутрішньої енергії робочого тіла, Дж;
зовнішня
корисна робота, виконана системою, Дж.
Предметом дослідження першим законом термодинаміки є термодинамічний процес.
Аналітичний вираз першого закону термодинаміки описується наступними рівняннями
Термодинамічний аналіз процесів зміни стану робочого тіла
Розрізняють п’ять термодинамічних процесів зміни стану робочого тіла—ізохорний, ізобарний, ізотермічний, адіабатний, політропний.
Ці процеси утворюють термодинамічні цикли, за якими працюють усі теплові машини, компресори, термотрансформатори.
Методика дослідження термодинамічних процесів зміни стану робочого тіла (ідеального газу)
Формулюється визначення термодинамічного процесу.
Записується умова перебігу процесу.
Формулюється рівняння термодинамічного процесу.
В PV i TS-координатах графічно зображається процес.
Підраховується зміна внутрішньої енергії робочого тіла в процесі по наступній загальній формулі
Підраховують зовнішню корисну роботу виконану двигуном за цикл і роботу підведену із зовні за слідуючи ми рівняннями,
Підраховують зміну ентальпії робочого тіла за наступною формулою
Підраховують кількість підведеної або відведеної теплоти до робочого тіла в даному процесі за формулою
де питома теплоємність робочого тіла в даному процесі, Дж/(кг·К).
Формують аналітичний вираз першого закону термодинаміки для даного
процесу
Визначається розподіл між теплотою, внутрішньою енергією і роботою в даному термодинамічному процесі
