Физика. Примеры решения задач контрольной работы

Физика
Контрольная работа
Теплотехника
Колебания
Свободные незатухающие
колебания
Затухание свободных
колебаний
Вынужденные колебания
Физика атомного ядра
Электротехнические материалы
Электромагнитное
взаимодействие
Квантооптические явления
Оптика
Волновая оптика
Электромагнитные волн
Принцип суперпозиции волн
Принцип Гюгенса
Интерференция света
Дифракция света
Опыт Майкельсона.
Теория аберрации Стокса
Интерференция
поляризованных лучей.
Физические основы механики
Молекулярная физика
и термодинамика
Молекулярно-кинетическая
теория
Электромагнетизм
Сложение колебаний
Электpостатика
Электpический заpяд
Закон Кулона
Потенциал
Пpоводники в
электpостатическом поле
Диэлектpики в электpическом
поле
Поток вектоpа напpяженности
Теоpема Гаусса
Электpическая емкость
Основные законы постоянного
тока
Проектирование электропривода
Энеpгия электpического поля
Электроника
Ядерная физика
История создания и развития
ядерной индустрии
Элементарные частицы
Теория относительности
Измерение заряда электрона
Ионизирующие излучения
Теория рассеяния альфа-частиц
в веществе
Ядерные реакции
Периодическая система элементов
Математика
Контрольная
Примеры решения интегралов
Высшая математика в экономике
Задачи
Комплексные числа
Дифференциальное и
интегральное исчисление
Интегралы
Графика
Архитектура
Курс лекций по истории искусства
Эпоха Возрождения
Машиностроительное черчение
Инженерная графика
Основные задачи на прямую
и плоскость
Векторная алгебра
Исследование функции
и построение графика
Производная функции
Свойства комплексных чисел
Информатика
Лабораторные работы
Курс лекций по информатике
Локальная сеть

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

 1 Исходные положения термодинамики

  Термодинамика как раздел теоретической физики изучает закономерности преобразования энергии различных видов, которые сопровождаются тепловыми явлениями.

  Термодинамика базируется на двух основных законах, которые являются обобщением закономерностей, существующих в природе.

 Первый закон термодинамики устанавливает количественное соотношение в процессах взаимного преобразования теплоты и работы, и является частным случаем всеобщего закона сохранения и превращения энергии. Этот закон связан с принципом существования внутренней энергии.

 Второй закон термодинамики характеризует направление естественных (необратимых) процессов и налагает определенные ограничения на все процессы, и связанные с ними преобразования энергии. Этот закон связан с принципом существования энтропии.

 Законы термодинамики не основываются на каких-либо гипотезах относительно строения материи и механизма передачи энергии. Они характеризуют только общие закономерности ее превращения в макроскопических системах, что обеспечивает большую общность термодинамики.

  Термодинамический метод исследования процессов в различных технических системах

позволяет установить наиболее выгодные условия их протекания и найти пути повышения их эффективности.

  Термодинамическая система. Объектом изучения термодинамики является термодинамическая система − совокупность материальных тел (или одно тело), находящихся в

тепловом и механическом взаимодействии. Система отделяется от внешней среды материальной или воображаемой ограничивающей поверхностью − границей системы; граница

выбирается произвольно, но таким образом, чтобы обеспечить четкое и однозначное определение системы.

 Рабочими телами, как правило, являются газообразные и (реже) жидкие вещества. Газ можно рассматривать как пар соответствующей жидкости, находящейся далеко от состояния сжижения (перегретый пар), а пар − реальный газ, близкий к состоянию сжижения.

 В различных технических установках рабочее тело находится обычно в непрерывном сплошном потоке и поэтому их целесообразно рассматривать в виде контрольного пространства, через которые проходят потоки вещества (энергоносителей) и осуществляется энергообмен с внешней средой.

 Термодинамическое состояние и параметры состояния. Совокупность физических свойств, присущих данной системе (рабочему телу), однозначно определяет ее термодинамическое состояние. Макроскопические величины, характеризующие физические свойства тела в данный момент, называются термодинамическими параметрами состояния.

Равновесным термодинамическим состоянием является состояние рабочего тела, которое не изменяется во времени при отсутствии внешнего энергетического воздействия (изолированная система). Параметры равновесного состояния по всему объему тела одинаковы. Факт установления термического равновесия, доказывающий существования макроскопического параметра состояния − температуры − и позволяющий определить ее путем измерений, принято называть нулевым законом термодинамики:

 две системы находящиеся порознь в термическом равновесии с третьей системой (например, термометром), находятся также в термическом равновесии между собой.

 К основным параметрам состояния, поддающимся непосредственному измерению, относятся термические параметры состояния: абсолютное давление Р (Па), Удельный объем о

(м3/кг) и абсолютная температура Т (К).

 Уравнение состояния. Термические параметры состояния однородного (гомогенного) тела в равновесном состоянии связаны между собой функциональной зависимостью

  (1)

которая называется термическим уравнением состояния. Вид функции   различен и зависит от

природы и агрегатного состояния тела. Геометрически это уравнение можно представить в виде

пространственной поверхности состояния с выделением областей существования каждой из трех фаз (газа, жидкости и твердого тела). Проекция поверхности на плоскость

показана на рис.1.

Рис. 1 – Диаграмма равновесного состояния в координатах:

О − тройная точка; К − критическая точка; ОС − линия сублимации;

ОП − линия плавления; OK − линия парообразования.

 Уравнение состояния газа (пара) имеет вид

 (2)

где коэффициент сжимаемости, зависящий от параметров состояния; газовая постоянная. ( мольная масса, кг/кмоль).

В области низких давлений и достаточно высоких температур коэффициент сжимаемости близок к единице. При  газ называется идеальным (уравнение Клапейрона ).

На главную