Теплотехника. Батуев Б.Б - 5 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Уясните принципиальную разницу между внутренней
энергией, однозначно определяемой данным состоянием ра-
бочего тела, а также работой и теплотой, которые появляют-
ся лишь при наличии процесса перехода рабочего тела из
одного состояния в другое и, следовательно, зависят от ха-
рактера этого процесса. Следует понять разницу между
функцией состояния и функцией процесса.
При
изучении темы вводится еще одна функция (пара-
метр) состояния, которая называется энтропией. Этот пара-
метр служит лишь для упрощения термодинамических рас-
четов, а главное, позволяет графически изобразить теплоту,
участвующую в процессе, в T-s-диаграмме. Уясните, как из
выражения
ds = dq/T можно установить знак теплоты, уча-
ствующей в процессе. Знание этого вопроса поможет при
пользовании T's-диаграммой, на которой теплота
q =
2
1
s
s
Tds,
т. е. площади под кривой процесса. В диаграмме T-S эта
площадь определяет в масштабе количество теплоты, под-
веденной к рабочему телу (+) (ds>0) или отведенной от него
(—)
(ds<0).
Уясните, почему для всех процессов, в которых рабочим те-
лом является идеальный газ, всегда
du = CvdT, a dh = CpdT.
Литература: [I], с. 45—78.
Вопросы для самопроверки
1. Что такое внутренняя энергия рабочего тела? 2. Что та-
кое теплота и работа процесса? 3. В чем сущность первого
закона термодинамики? 4. Что такое энтальпия и энтропия?
В чем они выражаются? 5. В чем разница .между функцией
состояния и функцией процесса? 6. Как доказать на примере
идеального газа, что энтальпия и энтропия являются функ-
циями
состояния? 7. Как графически изобразить работу и
теплоту процесса? 8. Что такое теплоемкость? Какие суще-
ствуют теплоемкости? 9. В чем разница между средней и
истинной теплоемкостями?
10. Как вычислить теплоемкость
смеси идеальных газов?
11. Каков физический смысл удель-
ной газовой постоянной? В чем физический смысл уравне-
ния Майера?
12. Как вычислить изменение энтропии иде-
ального газа?
Тема 3. Второй закон термодинамики
Круговые термодинамические процессы (циклы).
Прямой и обратный (обратимый) циклы Карно. Обобщен-
ный (регенеративный) цикл Карно. Сущность второго зако-
на термодинамики и его основные формулировки. Аналити-
ческое выражение второго закона термодинамики. Измене-
ние энтропии изолированной термодинамической системы.
Максимальная работа и понятие об эксергии.
Методические указания
Непрерывное получение работы за счет подведения
теплоты возможно только в цикле и невозможно в разомк-
нутом процессе. Поэтому тщательно изучите все вопросы,
относящиеся к циклам, особенно к циклу Карно, который
имеет большое значение в термодинамике. С его помощью
выводят все аналитические зависимости. Формула для к.п.д.
цикла Карно, по существу
, также является техническим вы-
ражением существа второго закона термодинамики в при-
менении к тепловым машинам. Обратимый цикл Карно при
выбранных температурах Т
max
горячего источника теплоты
и
T
min
холодильника имеет наивысший термический к.п.д.
среди любых других обратимых циклов. Первый закон тер-
модинамики не устанавливает условий, при которых тепло-
     Уясните принципиальную разницу между внутренней             циями состояния? 7. Как графически изобразить работу и
энергией, однозначно определяемой данным состоянием ра-          теплоту процесса? 8. Что такое теплоемкость? Какие суще-
бочего тела, а также работой и теплотой, которые появляют-       ствуют теплоемкости? 9. В чем разница между средней и
ся лишь при наличии процесса перехода рабочего тела из           истинной теплоемкостями? 10. Как вычислить теплоемкость
одного состояния в другое и, следовательно, зависят от ха-       смеси идеальных газов? 11. Каков физический смысл удель-
рактера этого процесса. Следует понять разницу между             ной газовой постоянной? В чем физический смысл уравне-
функцией состояния и функцией процесса.                          ния Майера? 12. Как вычислить изменение энтропии иде-
     При изучении темы вводится еще одна функция (пара-          ального газа?
метр) состояния, которая называется энтропией. Этот пара-
метр служит лишь для упрощения термодинамических рас-                      Тема 3. Второй закон термодинамики
четов, а главное, позволяет графически изобразить теплоту,            Круговые термодинамические процессы (циклы).
участвующую в процессе, в T-s-диаграмме. Уясните, как из         Прямой и обратный (обратимый) циклы Карно. Обобщен-
выражения ds = dq/T можно установить знак теплоты, уча-          ный (регенеративный) цикл Карно. Сущность второго зако-
ствующей в процессе. Знание этого вопроса поможет при            на термодинамики и его основные формулировки. Аналити-
                                                     s2          ческое выражение второго закона термодинамики. Измене-
пользовании T's-диаграммой, на которой теплота q =   ∫    Tds,   ние энтропии изолированной термодинамической системы.
                                                     s1
                                                                 Максимальная работа и понятие об эксергии.
т. е. площади под кривой процесса. В диаграмме T-S эта
площадь определяет в масштабе количество теплоты, под-                           Методические указания
веденной к рабочему телу (+) (ds>0) или отведенной от него
                                                                      Непрерывное получение работы за счет подведения
(—) (ds<0).
                                                                 теплоты возможно только в цикле и невозможно в разомк-
Уясните, почему для всех процессов, в которых рабочим те-
                                                                 нутом процессе. Поэтому тщательно изучите все вопросы,
лом является идеальный газ, всегда du = CvdT, a dh = CpdT.
                                                                 относящиеся к циклам, особенно к циклу Карно, который
Литература: [I], с. 45—78.
                                                                 имеет большое значение в термодинамике. С его помощью
                Вопросы для самопроверки                         выводят все аналитические зависимости. Формула для к.п.д.
                                                                 цикла Карно, по существу, также является техническим вы-
   1. Что такое внутренняя энергия рабочего тела? 2. Что та-
                                                                 ражением существа второго закона термодинамики в при-
кое теплота и работа процесса? 3. В чем сущность первого
                                                                 менении к тепловым машинам. Обратимый цикл Карно при
закона термодинамики? 4. Что такое энтальпия и энтропия?
                                                                 выбранных температурах Тmax горячего источника теплоты
В чем они выражаются? 5. В чем разница .между функцией
                                                                 и Tmin холодильника имеет наивысший термический к.п.д.
состояния и функцией процесса? 6. Как доказать на примере
                                                                 среди любых других обратимых циклов. Первый закон тер-
идеального газа, что энтальпия и энтропия являются функ-
                                                                 модинамики не устанавливает условий, при которых тепло-