Методическое пособие по курсу "Техническая физика". Часть 1. Теплофизика. Куценко А.Н - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

постоянном давлении выразить через
s
χ
возрастание энтропии.
Задача 21. Показать, что в случае газа, давление которого при
постоянном объеме изменяется пропорционально абсолютной
температуре, энтропия
S возрастает с увеличением объема V.
Задача 22.
Показать, что в соответствии с третьим законом
термодинамики коэффициент теплового расширения
p
TVV ))(1(
∂
∂
и коэффициент
V
Tp )(
∂
∂
стремятся к нулю
при
0→T .
Задача 23.
Принимая, что процесс распространения звука в воздухе
изотермический, Ньютон получил следующую формулу для
скорости звука:
P
c
ρ
=
,
где Р – давление, р – плотность воздуха. Эта формула давала
слишком малые значения для С. Лаплас принял, что процесс
распространения звука в воздухе адиабатический, и получил
согласующуюся с опытом формулу
P
c
γ
ρ
= , где
p
V
С
C
γ
= .
Объяснить качественно, почему скорость звука по формуле
Лапласа больше, чем по формуле Ньютона. В местах сжатия воздух
нагревается, вследствие чего его упругость по сравнению с
упругостью при таком же изотермическом сжатии увеличивается. В
местах же разрежения воздух охлаждается, а его упругость
соответственно уменьшается. Казалось бы, что влияние нагревания
в местах сжатия должно компенсироваться влиянием охлаждения в
местах разрежения, и скорости звука при изотермическом и
адиабатическом процессах должны быть одинаковыми.
Задача 24. Одним из самых точных экспериментальных способов
4 – 1 получаем следующие соотношения:
11
11
3
141
22 12
;.
T
VTV
TV TV
γγ
γ
γ
ε
−−
−
−
⎛⎞ ⎛⎞
====
⎜⎟ ⎜⎟
⎝⎠ ⎝⎠
Выразив из этих формул температуры T
3
и Т
4
и подставив их
в выражение для КПД, найдем
()
()
11
21 2 1
1
21
1.
TT T T
TT
γγ
γ
εε
η
ε
−−
−
−− −
==−
−
Таким образом, КПД двигателя внутреннего сгорания зависит
от степени сжатия ε, которая является одной из основных
характеристик двигателя.
Задача 26. Рассчитать КПД прямоточного воздушно-реактивного
двигателя, термодинамический цикл которого состоит из
следующих процессов (рис. 6): 1 – 2 – изохорический подвод
теплоты при сгорании топлива в камере сгорания; 2 – 3 –
адиабатическое расширение продуктов сгорания в сопле; 3 – 4 –
изобарическое охлаждение продуктов сгорания в атмосфере; 4 – 1 –
адиабатическое сжатие атмосферного воздуха. Теплота подводится
при постоянном давлении P
1
, а отводится при давлении
окружающей атмосферы P
2
= P
1
/β. Рабочее тело рассматривать как
идеальный газ с показателем адиабаты, равным γ.
Рис. 6. Термодинамический цикл
прямоточного воздушно-
реактивного двигателя
Рис. 7. Термодинамический
цикл Карно в случае
использования фотонного газа
17 28

Страницы