Теоретические основы теплотехники - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ак и в других инженерных дисциплинах, в термодинамике очень широко используются различные гра-
фические представления и зависимости, и это облегчает и упрощает понимание и
решение многих важных для практики задач.
Уравнение F (р, v, Т) графически интерпретируется некоторой поверхно-
стью в системе координат р, v, Т (см. рис. 1.12). Ее называют термодинамиче-
ской поверхностью данного вещества. Любая точка на этой поверхности соот-
ветствует некоторому состоянию (параметры р, v и Т однозначно определены),
а любая линия – процессу. Однако использовать трехмерную систему коорди-
нат для графических отображений и построений очень неудобно, поэтому на
практике чаще всего используются плоские системы координат р–v, Т–s и р–t.
Рассмотрим сначала р–v диаграмму. Здесь, как и прежде, любая точка со-
ответствует некоторому состоянию (величины р и v определены, величину Т
следует рассчитать, используя уравнение состояния), а любая линия – некото-
рому термодинамическому процессу. При этом, если процесс идет слева напра-
во, т.е. с увеличением объема системы, то это процесс расширения и система
совершает работу над средой (l > 0). Если же процесс идет справа налево, т.е.
сопровождается уменьшением объема, то это процесс сжатия и работа совер-
шается над системой (l < 0) (см. рис. 1.13).
С помощью р–v диаграммы легко определить не только характер процесса, но и количество работы 1.
Действительно, работа за элементарно малый процесс dl = pdv графически отражается выделенной на рис.
1.13 площадкой df.
Работа всего процесса определится так:
ba
n
i
i
Fdfdvpl
12
1
2
1
===
∑
∫
=
.
Аналогичным свойством обладает и другая диаграмма с координатами Т–s (см. рис. 1.14).
Здесь, если процесс идет слева направо (ds > 0), то это процесс с подводом тепла к рабочему телу, если
направление процесса противоположное, то это процесс с отводом тепла от системы.
Количество тепла за процесс определяется интегрированием
∫
=
1
2
Tdsq .
Произведение Тds равно площадке df на рис. 1.14, а интеграл – сумме таких площадок, т.е., как и преж-
де, площади под кривой, изображающей процесс: q = F
a12b
.
Диаграмма р–t обычно применяется для отображения фазовых состояний и переходов различных
веществ.
1.1.11 Теплоемкости газов
П
оскольку определить количество тепла через энтропию s на практике невозможно, то исторически сло-
жилось так, что его определяют пропорционально изменению температуры за процесс dTcdq
=
, где ко-
эффициент пропорциональности с и называют теплоемкостью. Более точно удельной теплоемкостью
называют количество тепла, которое необходимо подвести к единице количества вещества, чтобы на-
греть ее на один градус. Количество вещества можно выразить в килограммах, нормальных кубометрах
(нм
3
) или киломолях, поэтому различают массовую, объемную и мольную теплоемкости. Теплоемкость
К
p
v
а
b
dv
df
1
2
Рис.
1.
13
T
а
b
ds
df
1
2
s

Страницы