9. Выражение 1-ого закона термодинамики для различных процессов.

1)Изобарный процесс (р=const) Процессы по­догрева воздуха в топках и нагревания воздуха в поме­щении практически могут рассматриваться как изобар­ные. В изобарном процессе объем изменяется прямо про­порционально его абсолютной t. Газовая постоянная равна работе расширения 1 кг газа в изобарном процессе при измен. t на 1 °С.

qp=Cp(T2-T1).

Уравнение 1-го закона термодинамики

2) Изотермический процесс (T=const). В ко­ординатах р-v этот процесс изображается равнобочной гиперболой. Отношение абсолютных давлений обратно пропорцианально отношению обьёмов.

В изотермич. Процессе вся теплота, сообщенная телу, расходуется на совершение внешней мех. работы.

Q=RT*ln V2\V1

3) n=K (коэф.Пуассона)-адиабатный процесс

Адиабатный процесс. Необходимым и опре­деляющим условием адиабатного процесса является ана­литическое выражение dq=0 означающее полное отсут­ствие теплообмена. Работа при адиабатном расширении происходит вследствии изменения внутр. энергии рабочего тела. Lад=(P1V1-P2V2)/K-1 0=dU+dl

4)Изохорный процесс (v=const) совершается в геометр закрытом сосуде при нагрева­нии или охлаждении газа. В изохорном процес­се давление газа изменяется прямо пропорционально его абсолютной t. В изохорном процес­се вся подведенная теплота идет на увеличение внутр. энергии. q=Cv(T2-T1); dq=u2-u1

5) Политропный-проц, в котоом могут изменяться все раннее рассмотренные осн параметры газа или некоторые pv^n=const n-показ политропа Ln=Cv(P1V1-P2V2)/n-1

Формула для работы в политропном процессе:

где n-показатель политропы, изменяющийся для разных процессов.

10.Круговые циклы. Термодин. И холодильный коэф.

Для работы любого теплового двигателя необходимо, чтобы рабочее тело, с помощью которого тепловая энергия превращается в ра­боту, совершило замкнутый процесс и возвратилось в свое первоначальное состояние. Этот замкнутый про­цесс называется круговым процессом, или циклом. Рассмотрим цикл в координатах р-v.

11. Цикл Карно. Теорема Карно.

3’-5 2’-6 4’-7 1’-8

В результате своих исследований Карно пред­ложил цикл, имеющий действительно наивысший воз­можный термический КПД в заданных температурных границах, т. е. при заданных температурах теплоотдатчика и теплоприемника.

Рассмотрим этот цикл в координатах р—v, считая, что он является равновесным и что, кроме того, его со­вершает 1 кг рабочего тела. В начале процесса рабочее тело имеет параметры p1,v1,T1(точка 1)..Эта точка соответствует моменту, когда рабочее тело сооб­щается с теплоотдатчиком и начинается процесс расши­рения при постоянной температуре, равной Т1 до точки 2. В процессе расширения по изотерме 1—2 к рабочему телу подводится теплота в количестве q1. Работа изотер­мического расширения определяется площадью 1-2-6-8-1.За процессом 1—2 следует разобщение рабочего тела с теплоотдатчиком и происходит дальнейшее рас­ширение по адиабате 2—3. Этот процесс продолжается до тех пор, пока поршень не займет крайнее положение, что соответствует точке 3. Работа адиабатного расшире­ния определяется площадью 2-3-5-6-2. В этот мо­мент, т. е. в точке 3, рабочее тело сообщается с теплоприемником, имеющим температуру Т2, и начинается про­цесс сжатия, в течение которого должно быть отведено q2 единиц теплоты. Этот процесс изотермический, так как рабочее тело сообщено с теплоприемником и работа его определяется площадью 4-3-5-7-4.Когда отвод теплоты q2 прекратится, рабочее тело разобщается с теплоприемником (точка 4); дальнейшее сжатие происходит по адиабате 4—1. В конце этого про­цесса рабочее тело принимает первоначальные парамет­ры. Работа адиабатного сжатия определяется площадью 4-7-8-1-4..Таким образом, цикл Карно состоит из изотерм 1—2 и 3—4 и адиабат 2—3 и 4—1, причем верхняя изотерма изображает процесс, протекающий при температуре Т1, а нижняя — при температуре T2. В результате рассмот­ренных процессов полезная работа цикла определяется площадью 1-2-3-4-1 являющейся положительной разностью площадей 1-2-3-5-8-1 и 1-4-3-5-8-1.