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

Термодинамические процессы

 Политропные процессы. Задачей анализа любого термодинамического процесса является установление закономерностей изменения термических и калорических параметров состояния рабочего тела и выявления особенностей превращения энергии в форме тепла и работы.

 Политропным называется процесс при протекании которого выполняются три условия:

 - диссипация энергии в процессе отсутствует  и поэтому он является равновесным (идеализированным);

 - рабочим телом системы является идеальный (совершенный) газ, подчиняющийся уравнению состояния Клапейрона ();

 - теплоемкость газа в процессе не изменяется, т.е.   кДж/(кг К).

 При выполнении этих условий из уравнений 1-ого закона (19) и (20) можно получить основное уравнение политропного процесса в виде

 (24)

где  - показатель политропы, численное значение которого постоянно в ходе процесса. В качестве постоянной теплоемкости обычно принимают ее среднее значение в заданном (или предполагаемом) интервале температур (см. пример 3). Из определения следует, что политропное представление является лишь первым приближением при анализе реальных процессов. В рамках этих ограничений политропный процесс является обобщающим, так как при различных  получим:

  - изобарный процесс;

  - изохорный процесс;

  - изотермический процесс;

  - адиабатный процесс.

 В адиабатном политропном процессе ( - показатель адиабаты (изоэнтропы)).

 Из уравнений состояния и политропы следует связь между термическими параметрами состояния в процессе:

 (25)

 Выражения для работы изменения объема, согласно (16) в политропном процессе имеет вид, Дж/кг:

 (26)

 Выражение для теплоты политропного процесса, Дж/кг:

, (27)

где, согласно формуле для показателя ,

 (28)

 Изменение энтропии в политропном процессе может быть найдено на основе (11) и (12), Дж/(кг·К):

 (29)

14

 Учитывая, что внутренняя энергия и энтальпия являются функциями состояния и их изменение не зависит от характера процесса, выражение для их расчета можно получить из уравнений 1-ого закона. В изохорном процессе   и поэтому

 (30)

 В изобарном процессе  и поэтому

 (31)

 Пример 4. При политропном сжатии 1 кг воздуха до объема v2=0,1v1 температура поднялась с 10 до 90оС, начальное давление равно 0,8 бар. Определите конечные параметры газа, показатель политропы, работу сжатия, изменение энтропии, количество теплоты процесса и покажите процесс в p, v- и T, s - координатах.

 Для воздуха можно принять: показатель адиабаты к=1,4 изобарная теплоемкость
, кДж/(кг·К) газовая постоянная кДж/(кг·К), мольная масса кг/кмоль.

 После использование уравнения состояния находим:

 Из уравнения (24) показатель политропы

 Изменение внутренней энергии

 кДж/кг.

 Изменение энтальпии

 кДж/кг.

 Теплоемкость политропного процесса

 кДж/(кг·К).

 Теплота политропного процесса

 кДж/кг.

 Работа сжатия 1 кг газа

 кДж/кг.

 Проверка согласно первому закону термодинамики:

 Изменение энтропии по объединенному уравнению термодинамики:

 кДж/(кг·К).

 Теплота отводится и энтропия газа снижается. На рис.2 показаны процессы в p, v- и T, s- координатах.

На главную