Розділ 4. Термодинамічні процеси.

Розділ 4.1. Ізохорний процес.

Процеси, що протікають в теплових двигунах, залежно від їх характеру об'єднуються в наступні групи:

I. - ізохорні

II. - ізобарні

III. - ізотермічні

IV. , - адіабатні

V. - політропні

Ізохорний процес - це процес, що протікає при незмінному об’ємі.

Рівняння процесу - .

Співвідношення змінних параметрів:

,

,

,

Робота у процесі:

, ,

Тепло у процесі:

,

Зміна внутрішньої енергії:

Розділ 4.2. Ізобарний процес.

Ізобарний процес – це процес, який протікає при постійному тиску.

Рівняння процесу -

Співвідношення змінних параметрів:

,

,

,

Робота у процесі:

, ,

Тепло у процесі:

,

Зміна внутрішньої енергії:

Розділ 4.3. Ізотермічний процес.

Ізотермічними називають процеси, що протікають при постійній температурі.

Рівняння процесу - .

- співвідношення змінних параметрів.

Графічне зображення процесу:

У P-V координатах ізотермічний процес зображується рівнобокою параболою.

Робота у процесі:

, ,

, ,

Тепло у процесі:

Внутрішня енергія у процесі:

Чудовою властивістю цього процесу є те, що все тепло йде на здійснення роботи: . У реальних умовах цей процес нездійсненний, але він використовується для оцінки ефективності l компресорної установки, оскільки в цьому випадку компресор споживає min l для стиснення газу.

Розділ 4.4. Адіабатний процес.

Адіабатними називаються процеси, що протікають без теплообміну з навколишнім середовищем.

Необхідні і достатні умови для здійснення цього процесу:

,

Ці процеси можливі за наявності теплової ізоляції процесу або при високій швидкості його протікання.

У всіх теплових двигунах корисна робота виходить при адіабатному розширенні робочого тіла.

Співвідношення змінних параметрів:

, ,

, , ,

,

,

,

- рівняння адіабатного процесу.

,

, , ,

, , ,

Графічне зображення процесу:

Адіабатний процес в P-V координатах зображується не рівнобокою гіперболою, а крутіше за ізотерму.

Робота в процесі:

,

,

Зміна внутрішньої енергії:

Розділ 4.5. Політропний процес.

Політропними називають процеси, які підкоряються рівнянню , де n - показник політропного процесу.

Політропні процеси є узагальненими. Вони включають всі термодинамічні процеси, у тому числі і ті, що розглядалися.

1) , , - ізохорний процес;

2) , , - термічний процес;

3) , , - ізобарний процес;

4) , , , - адіабатний процес.

Співвідношення змінних параметрів:

Оскільки рівняння політропного та адіабатного процесів по структурі однакові, то формули співвідношення змінних параметрів адіабатного процесу приймають в політропному при заміні K на n.

, ,

Робота у процесі:

Формулу роботи адіабатного процесу приймають в політропному при заміні K на n.

,

Тепло в процесі:

,

Теплоємність політропного процесу:

, ,

Теплоємність політропного процесу може приймати “–” значення при n<K.

Зміна внутрішньої енергії: