Практическое занятие 5

Тема: «ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С

ИДЕАЛЬНЫМИ ГАЗАМИ»

1. Изохорный процесс

Уравнение изохорного процесса: .

Выражения для расчета:

- работы изменения объема ;

- количества теплоты ;

- изменения внутренней энергии ;

- изменения энтальпии ;

- изменения энтропии ;

Теплоемкость: с = с_.

Графики процесса в р и Ts – диаграммах представлены на рис 1. Схема распределения энергии в изохорном процессе представлена на рис. 2.

Рис. 1. Графики термодинамического процесса при  = const.

2. Изобарный процесс

Уравнение изобарного процесса: .

Выражения для расчета:

- работы изменения объема ;

- количества теплоты ;

- изменения внутренней энергии ;

- изменения энтальпии ;

- изменения энтропии .

Теплоемкость: с = с_р = с_ + R.

Графики процесса в р и Ts – диаграммах представлены на рис 3. Схема распределения энергии в изобарном процессе представлена на рис. 4.

Рис. 3. Графики термодинамического процесса при p = const.

3. Изотермический процесс

Уравнение изотермического процесса: p = const.

Выражения для расчета:

- работы изменения объема ;

- количества теплоты ;

- изменения внутренней энергии u_1-2 = 0;

- изменения энтальпии h_1-2 = 0;

- изменения энтропии .

Теплоемкость: с = .

Графики процесса в р и Ts – диаграммах представлены на рис 5. Схема распределения энергии в изотермическом процессе представлена на рис. 6.

Рис. 5. Графики термодинамического процесса при T = const.

4. Адиабатный процесс

Уравнение адиабатного процесса: .

Соотношения между основными параметрами в адиабатном процессе:

; ; .

Выражения для расчета:

- работы изменения объема

;

; ;

- количества теплоты q_1-2 = 0;

- изменения внутренней энергии ;

- изменения энтальпии ;

- изменения энтропии .

Теплоемкость: с = 0.

Графики процесса в р и Ts – диаграммах представлены на рис 7. Схема распределения энергии в адиабатном процессе представлена на рис. 8.

Рис. 7. Графики термодинамического процесса при s = const.

5. Политропный процесс

Уравнение политропного процесса: ,

где – постоянная величина, называемая показателем политропы.

Соотношения между основными параметрами в политропном процессе:

; ; .

Выражения для расчета:

- работы изменения объема

;

; ;

- количества теплоты q_1-2 = c_n(T₂ – T₁);

- изменения внутренней энергии ;

- изменения энтальпии ;

- изменения энтропии .

Теплоемкость: .

Политропных процессов существует бесчисленное множество, так как и .

В таблице 1 представлены характеристики каждого процесса. При составлении этой таблицы было принято, что количество рабочего тела равно 1 кг, теплоемкость газа постоянна и четыре основных термодинамических процесса являются частными случаями политропного при соответствующих значениях n.

Таблица 1. Характеристики основных термодинамических процессов идеального газа

№ п.п.	Характеристика процесса	Наименование процесса
		изохорный	изобарный	изотермический	адиабатный	политропный
1	Показатель политропы		0	1
2	Уравнение процесса			p = const	pk = const	pn = const
3	Теплоемкость, кДж/(кгК)	c	cp = c + R		0
4	Изменение внутренней энергии , кДж/кг	c(T2 – T1)	c(T2 – T1)	0	c(T2 – T1)	c(T2 – T1)
5	Изменение энтальпии , кДж/кг	cp(T2 – T1)	cp(T2 – T1)	0	cp(T2 – T1)	cp(T2 – T1)
6	Количество теплоты q1-2, кДж/кг	c(T2 – T1)	cp(T2 – T1)		0	cn(T2 – T1)
7	Работа изменения объема l1-2, кДж/кг	0	p(2 – 1) = = R(T2 – T1)