Рабочее тело. Основные параметры рабочего тела

Содержание

Слайд 2

ВВЕДЕНИЕ Термодинамика– наука о превращениях различных видов энергии из одного в

ВВЕДЕНИЕ
Термодинамика– наука о превращениях различных видов
энергии из одного в

другой, о наиболее общих макроскопи-ческих свойствах материи. Она изучает различные как физические, так и химические явления, обусловленные превращениями энергии.
Применение закономерностей термодинамики позволяет
анализировать свойства веществ, предсказывать их поведение в различных условиях. Термодинамика основана на двух, экспериментально установленных законах.
Объект исследования в термодинамике называют термодинамической системой или телом. Термодинамическая система может обмениваться с окружающей средой энергией, теплом и массой. Простейшей термодинамической системой является рабочее тело (газ или пар), с помощью которого в тепловом двигателе осуществляется превращение теплоты в работу. Например, в ХМ рабочим телом являются сжимаемые газы – фреоны, в двигателях внутреннего сгорания рабочим телом являются продукты сгорания топлива, в паротурбинных установках – водяной пар.
Слайд 3

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ

Слайд 4

Слайд 5

Температура – физическая величина, являющаяся параметром состояния системы (тела). Внутри гомогенной

Температура – физическая величина, являющаяся
параметром состояния системы (тела). Внутри

гомогенной системы при термическом равновесии

она имеет одно и то же значение независимо от размеров (количества вещества) системы.
Две системы, находящиеся в термическом равновесии, имеют одинаковую температуру.
Системы, которые не находятся в термическом равновесии, имеют различные температуры.
Абсолютная температура Т измеряется в Кельвинах (К) и равна

где t – температура, определяемая с помощью термометров и других приборов, 0 С.

Слайд 6

Термометр представляет собой систему, обла-дающую легко и точно измеримыми свойствами, которые

Термометр представляет собой систему, обла-дающую легко и точно измеримыми свойствами,

которые однозначно изменяются в зависимости от температуры.
Для сравнения термодинамических систем в одинаковых состояниях существует понятие «нормальные физические условия»[3]:
Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Тема: «Газовые законы. 1. Изопроцессы в газах 2. Газовые законы -Бойля

Тема: «Газовые законы.
1. Изопроцессы в газах
2. Газовые законы
-Бойля – Мариотта
-

Гей-Люссака
-Шарля
-Уравнения : Клапейрона, Клапейрона- Менделеева
Слайд 21

Газовый закон –количественная зависимость между двумя термодинамическими параметрами газа при фиксированном

Газовый закон –количественная зависимость между двумя термодинамическими параметрами газа при фиксированном

значении третьего.
Газовых закона, как и изопроцесса – три.
Первый газовый закон был получен в 1662 году физиками Бойлем и Мариоттом,
Уравнение состояния – в 1834 году Клапейроном, а более общая форма уравнения – в 1874 году Д.И.Менделеевым.
Слайд 22

Изопроцессы в газах Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называют изопроцессами. Рассмотрим следующие изопроцессы:

Изопроцессы в газах

Процессы, протекающие при неизменном значении
одного из параметров, называют

изопроцессами.
Рассмотрим следующие изопроцессы:
Слайд 23

Изотермический процесс - процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при

Изотермический процесс -

процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной

температуре.
Условия выполнения:
Т – const, m – const, хим. состав – const.
Р1 V1 = Р2 V2 или РV=соnst (закон Бойля – Мариотта).

Р. Бойль 1662

Э. Мариотт 1676

Если T = const, то
при V↓ p↑,
и наоборот V↑ p↓

изотермы

Т2

Т1

Т2 > Т1

Слайд 24

Закон Бойля-Мариотта справедлив для любых газов, а так же и для

Закон Бойля-Мариотта справедлив для любых газов, а так же и для

их смесей, например, для воздуха.

Пример проявления:
А) сжатие воздуха компрессором
Б) расширение газа под поршнем насоса при откачивании газа из сосуда.

Слайд 25

Применение закона Бойля-Мариотта Газовые законы активно работают не только в технике,

Применение закона Бойля-Мариотта

  Газовые законы активно работают не только в

технике, но и в живой природе, широко применяются в медицине.
Закон Бойля-Мариотта начинает «работать на человека» (как, впрочем, и на любое млекопитающее) с момента его рождения, с первого самостоятельного вздоха.
Слайд 26

При дыхании межреберные мышцы и диафрагма периодически изменяют объем грудной клетки.

При дыхании межреберные мышцы и диафрагма периодически изменяют объем грудной

клетки. Когда грудная клетка расширяется, давление воздуха в легких падает ниже атмосферного, т.е. «срабатывает» изотермический закон (pV=const), и в следствие образовавшегося перепада давлений происходит вдох.

Применение закона
Бойля-Мариотта

Слайд 27

Применение закона Бойля-Мариотта Другими словами воздух идет из окружающей среды в

Применение закона Бойля-Мариотта

Другими словами воздух идет из окружающей среды

в легкие самотеком до тех пор, пока величины давления в легких и в окружающей среде не выровняются.
Выдох происходит аналогично: вследствие уменьшения объема легких давление воздуха в них становится больше, чем внешнее атмосферное, и за счет обратного перепада давлений он переходит наружу.
Слайд 28

Изобарный процесс - процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при

Изобарный процесс -

процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном

давлении.
Условия выполнения
Р – const, m – const, хим. состав – const V1 / T1 = V2 / T2
. V/Т = const (закон Гей-Люссака).

Ж. Гей-Люссак 1802

Если р = const, то
при Т↓ V↓,
и наоборот T↑ V↑

изобары

р2

р1

р2 < р1

Слайд 29

Пример проявления Расширение газа в цилиндре с подвижным поршнем при нагревании цилиндра

Пример проявления


Расширение газа в цилиндре с подвижным поршнем при нагревании

цилиндра
Слайд 30

Изохорный процесс - процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при

Изохорный процесс -

процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном

объеме.
Условия выполнения:
V – const, m – const, хим. состав – const.
p/Т = const или P1 / T1 = P2 / T2 (закон Шарля).

Ж. Шарль 1787

Если V = const, то
при Т↓ p↓,
и наоборот T↑ p↑

Изохоры

V2

V1

V2 < V1

р↑

Слайд 31

Пример проявления Нагревание газа любой закрытой емкости, например в электрической лампочке при ее включении.

Пример проявления


Нагревание газа любой закрытой емкости, например в электрической лампочке

при ее включении.
Слайд 32

1834г. Французский физик Клапейрон, работавший длительное время в Петербурге, вывел уравнение

1834г. Французский физик Клапейрон, работавший длительное время в Петербурге, вывел уравнение

состояния идеального газа при постоянной массе газа ( m=const).

Р= n0 к T – основное уравнение М.К.Т.,
так как n0 – число молекул в единице объема газа
n0 = N/V,
где N - общее число молекул
т.к. m=const, N-остается неизменным (N=const) P= NкT/V или PV/T = Nⱪ
где Nк - постоянное число, то
PV/T = const P1V1/T1 = P2V2/T2 - уравнение Клапейрона

Слайд 33

Если взять произвольную массу газа m при любых условиях, то уравнение

Если взять произвольную массу газа m при любых условиях, то уравнение

Клапейрона примет вид:

PV = m/M·RT-
уравнение Клапейрона-Менделеева
Это уравнение в отличии от предыдущих газовых законов связывает параметры одного состояния. Оно применяется, когда в процессе перехода газа из одного состояния в другое меняется масса газа.

Слайд 34

Особенность газообразного состояния 1. В свойствах газов: - Управление давлением газа

Особенность газообразного состояния

1. В свойствах газов:
- Управление давлением газа
-

Большая сжимаемость
- Зависимость p и V от Т
2. Использование свойств газов в технике.
Слайд 35

Использование свойств газов в технике Газы в технике, применяются главным образом

Использование свойств газов в технике

Газы в технике, применяются главным образом

в качестве топлива; сырья для химической промышленности: химических агентов при сварке, газовой химико-термической обработке металлов, создании инертной или специальной атмосферы, в некоторых биохимических процессах. Газы также применяют в качестве амортизаторов (в шинах), рабочих тел в двигателях (тепловых на сжатом газе), двигателях внутреннего сгорания.
Слайд 36

Использование свойств газов в технике В огнестрельном оружии для выталкивания пули

Использование свойств газов в технике

В огнестрельном оружии для выталкивания пули из ствола.

В качестве теплоносителей; рабочего тела для выполнения механической работы (реактивные двигатели и снаряды, газовые турбины, парогазовые установки, пневмотранспорт и др.), физической среды для газового разряда (в газоразрядных трубках и др. приборах).
В технике используется свыше
30 различных газов.
Слайд 37

Обобщение PV = m/M·RT P1V1 = P2V2 V = const T = const P = const

Обобщение

PV = m/M·RT

P1V1 = P2V2

V = const

T = const

P = const

Слайд 38

(Название процесса)

(Название процесса)

Слайд 39

(Название процесса)

(Название процесса)

Слайд 40

(Название процесса)

(Название процесса)