Содержание
- 2. Раздел 2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ И ТЕПЛОТЕХНИКИ Учебные вопросы 2.1. Термодинамические системы. Уравнения состояния парогазовых систем
- 3. Учебный вопрос №2.1 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ. УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ПАРОГАЗОВЫХ СИСТЕМ
- 4. Проблемы, связанные с осуществлением тепловых процессов, рассматриваются термодинамикой и теплотехникой. Термодинамика изучает процессы в системах путем
- 5. Основным понятием термодинамики является понятие термодинамической системы - совокупности материальных тел, являющихся объектами изучения, которые могут
- 6. В термодинамике вводится другое и более простое понятие состояния системы. Во-первых, невозможно множество точечных масс (атомов
- 7. В такой системе измеряются температура t, объем V и давление P. Следует заметить, что термодинамические свойства
- 8. Для данного количества вещества, содержащегося в системе, температура, объем и давление не являются независимыми величинами; они
- 9. Перед тем, как начать обсуждение, какие конкретно соотношения характеризуют связь между параметрами уравнения состояния, напомним, как
- 10. В термодинамической шкале температур началом отсчета служит температура "абсолютного нуля" 0 град. К = - 273,15
- 11. Считается, что при абсолютной температуре, равной нулю, прекращается тепловое движение молекул. В то же время предполагается,
- 12. где m - масса молекулы; v - средняя скорость поступательного движения молекул; k - постоянная Больцмана,
- 13. Изменение импульса каждой молекулы найдем как разность импульсов после и до удара: (-mv)-mv=-2mv. Согласно третьему закону
- 14. С учетом сказанного можно считать, что давление p зависит от числа молекул в единице объема и
- 15. Закон, устанавливающий зависимость давления определенной массы газа от температуры при постоянном объеме, открыт Шарлем (закон Шарля):
- 16. При охлаждении газа ниже 0°C, температура t° будет иметь отрицательные значения. При низких температурах, когда газ
- 17. Другими словами, закон Шарля может быть сформулирован в другой форме: давление данной массы газа при постоянном
- 18. Формула, выражающая данный закон, имеет вид, аналогичный формуле закона Шарля, V=V0°C(1+ βt°), где - коэффициент объемного
- 19. Закон Гей-Люссака также применим как к температурам выше 0°С, так и ниже, но им нельзя пользоваться,
- 20. Если ρ1 и ρ2 - плотности газа при температурах T1 и T2, то имеет место соотношение
- 21. Другими словами, для данной массы газа произведение объема газа на его давление при постоянной температуре остается
- 22. Так, при соблюдении постоянства температуры процесс носит название изотермического, а соответствующие кривые носят название "изотермы". Если
- 23. На рис. 2.1 показаны основные термодинамические процессы в координатах (V,p). Рис.2.1. Представление основных термодинамических процессов в
- 24. Объединение законов Шарля, Гей-Люссака и Бойля-Мариотта дает уравнение состояния идеального газа, которое для системы, содержащей n;
- 25. Моль (русское обозначение: моль; международное: mol; устаревшее название грамм-молекула (по отношению к количеству молекул); от лат.
- 26. Из определения моля непосредственно следует, что молярная масса углерода-12 равна 12 г/моль. Количество специфицированных структурных элементов
- 28. Таким образом, масса одного моля вещества (молярная масса) равна массе одной частицы вещества, атома или молекулы,
- 29. В ряде случаев полезной оказывается формула, связывающая плотность газа ρ с его температурой и давлением: Реальные
- 30. Наиболее простым и качественно верно отображающим изменение состояние реального газа является уравнение Ван-дер-Ваальса, которое для единицы
- 31. Термодинамическая система называется изолированной, если она не допускает обмена с окружающей средой как теплотой, так и
- 32. Равновесным называется такое состояние системы, при котором во всех точках ее объема все термодинамические параметры состояния
- 33. Если в термодинамическом процессе не происходит теплообмена с окружающей средой, то такой процесс носит название адиабатного.
- 34. Гра́дус Фаренге́йта (обозначение: °F) — единица измерения температуры. Назван в честь немецкого учёного Габриеля Фаренгейта, предложившего
- 35. По изначальному предложению ноль по шкале Фаренгейта определялся по самоподдерживающейся температуре смеси воды, льда и хлорида
- 36. Шкала Фаренгейта использовалась в англоязычных странах до 1960-х годов. Затем большинство тех стран перешло на метрическую
- 39. Шкала Ранкина (измеряется в градусах Ранкина — °Ra) — абсолютная температурная шкала, названа по имени шотландского
- 40. Градус Рёмера (°Rø) — неиспользуемая ныне единица температуры. Температурная шкала Рёмера была создана в 1701 году
- 41. Градус Ньютона (°N) — не используемая ныне единица температуры. Температурная шкала Ньютона была разработана Исааком Ньютоном
- 42. Гра́дус Дели́ля (обозначение: °Д или °D)— ныне неупотребляемая единица измерения температуры. Была изобретена французским астрономом Жозефом
- 43. «Перевернутость» этой шкалы (как и изначального варианта шкалы Цельсия) по сравнению с принятыми в настоящее время
- 44. Гра́дус Реомю́ра (°R) — единица измерения температуры, в которой температуры замерзания и кипения воды приняты за
- 45. Однако из-за того, что в качестве жидкости в те времена использовался не только спирт, но и
- 46. Учебный вопрос №2.2 РАБОТА В ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ
- 47. Во время термодинамического процесса система может совершать положительную или отрицательную внешнюю работу, т.е система может выполнять
- 48. Но Sdh равно изменению объема dV системы. Следовательно, можно записать: dL=pdV. Для конечного процесса работу по
- 49. В соответствии с последним выражением работа, совершаемая в течение этого процесса, выражается интегралом где пределы интегрирования
- 50. Этот интеграл, а следовательно, и проделанная работа геометрически могут быть представлены заштрихованной на рис.2.2 а площадью.
- 51. Следует подчеркнуть, что проделанная работа является положительной, так как цикл протекал в направлении по часовой стрелке.
- 52. Учебный вопрос №2.3 КРИТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА
- 53. В термодинамике существует понятие критического состояния вещества, впервые введенное Д.И.Менделеевым в 1861 г. Критической температурой Tк
- 54. Типичная изотерма для газа, находящегося при температуре ниже критической (t Рис. 2.3. Изотермы в окрестности критической
- 55. Представим себе жидкость, заключенную в цилиндр с поршнем. Пространство между поверхностью жидкости и поверхностью поршня будет
- 56. Если теперь сжимать систему, сохраняя по-прежнему температуру постоянной, то давление повышается до тех пор, пока не
- 57. С повышением температуры величина горизонтального участка уменьшается, и при t≥TК горизонтальный участок изотермы исчезает. При дальнейшем
- 58. Учебный вопрос №2.4 ПЕРВОЕ НАЧАЛО (ПЕРВЫЙ ЗАКОН) ТЕРМОДИНАМИКИ
- 59. Первое начало (первый закон) термодинамики представляет собой формулировку принципа сохранения энергии для термодинамических систем. Чтобы уточнить
- 60. Когда на систему действуют внешние силы, то равенство не соблюдается. Если (-L) представляет работу, совершаемую внешними
- 61. При взаимодействии тел в термодинамическом процессе тела обмениваются энергией. При этом возможны два пути передачи энергии.
- 62. Второй путь. Повышаем температуру воды посредством трения лопастей, погруженных в воду и вращаемых с помощью некоторого
- 63. Величина, обратная термическому эквиваленту работы, называется механическим эквивалентом теплоты, который, очевидно, равен 0,2388 кал/Дж. Если система
- 64. Для термически неизолированной системы левая часть последнего уравнения будет отличаться от нуля, т.к. обмен энергией может
- 65. Известны следующие формулировки данного закона: 1. Энергия не исчезает, а переходит из одной формы в другую.
- 66. Учебный вопрос №2.5 ТЕПЛОЕМКОСТЬ
- 67. При подводе или отводе теплоты температура любого тела повышается или понижается. Способность поглощать теплоту зависит от
- 68. Для соблюдения единообразия обозначений в формулах условимся в дальнейшем обозначать соответствующие величины (количество теплоты, внутреннюю энергию
- 69. Определим, как связаны между собой удельные теплоемкости cp и cV для идеального газа. Запишем уравнение (2.3)
- 70. Величина du в точности соответствует увеличению внутренней энергии газа. А поскольку собственно внутренняя энергия газа определяется
- 71. Поскольку для процесса при постоянном давлении dp=0, то из последнего уравнения следует связь между теплоемкостями cp
- 72. Учебный вопрос №2.6 ВТОРОЕ НАЧАЛО (ВТОРОЙ ЗАКОН) ТЕРМОДИНАМИКИ
- 73. Первое начало термодинамики, констатируя непреложность принципа сохранения количества энергии при ее превращениях, не дает ответа на
- 74. Второе начало (второй закон) термодинамики исключает возможность построения такой машины. Этот закон устанавливает, что самопроизвольные процессы
- 75. Понятие компенсации и другие формулировки второго закона термодинамики будут даны ниже, а сейчас отметим следующее. С
- 76. Теплота, связанная с движением молекул и атомов, является микрофизической формой передачи энергии, а работа, связанная с
- 78. Скачать презентацию