2014-02-02
3380
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ СОСТОЯНИЯ РАБОЧЕГО ТЕЛА,
Теоретические основы термодинамики и теплопередачи в приложении к гидравлическим машинам.
Лекция 1.
Где k- поправочный коэффициент, определяемый для каждой трубки опытным путем
Местные скорости находят с помощью трубки Пито по формуле
В технической термодинамике используются три основные функции состояния: внутренняя энергия, энтальпия и энтропия.
Эти функции зависят только от состояния рабочего тела, их изменение в ходе термодинамического процесса не зависит от хода процесса. Указанные функции обозначаются соответственно буквами U, u; H, h; S, s.
Если функция относится к М кг рабочего тела, то она обозначается прописной буквой, если к 1 кг – то строчной буквой. Внутренняя энергия – функция состояния закрытой термодинамической системы, определяемая тем, что ее приращение в любом процессе, происходящем в этой системе, равно сумме теплоты, сообщенной системе, и работы, совершенной над ней.
Если рабочее тело – идеальный газ, то внутренняя энергия зависит только от температуры.
Для процесса идеального газа изменение внутренней энергии 
Условно принимают, что при нормальных условиях (t = 0 °C)
нутренняя энергия равна 0, тогда в данном состоянии, характеризуемом емпературой t, внутренняя энергия u равна:
Энтальпия – функция состояния термодинамической системы, равная сумме внутренней энергии и произведения удельного объема на давление
Энтропия – функция состояния термодинамической системы, определяемая тем, что ее дифференциал (ds) при элементарном равновесном (обратимом) процессе равен отношению бесконечно малого количества теплоты (dQ), сообщенной системе, к термодинамической температуре (Т) системы.
Площадь под линией процесса в соответствии с (4.13) соответствует теплоте процесса в расчете на 1 кг рабочего тела (кДж/кг). Изменение энтропии в термодинамическом процессе идеального газа подсчитывается по следующей формуле:
При исследовании различных термодинамических процессов рассматривают два вида внешней работы: работу изменения объема и работу техническую (располагаемую). Работа изменения объема совершается при любом изменении объема неподвижного газа. Эта работа обозначается L (Дж, кДж) и l (Дж/кг, кДж/кг). При элементарном изменении объема 1кг газа dv соответствующая элементарная работа равна
Для термодинамического процесса, в котором объем 1 кг рабочего тела изменяется от v1 до v2, работа изменения объема равна
4.19
Для нахождения l 1-2 по выражению (4.19) надо знать функциональную
связь между p и v в ходе процесса 1-2.
Для анализа работы рабочего тела удобно пользоваться диаграммой p,v (рис. 4.2).
В соответствии с (4.19) работа изменения объема в диаграмме p,v
зображается площадью, ограниченной линией процесса, осью v и райними ординатами (рис. 4.2). Причем знак работы зависит от знака dv.
Первый закон термодинамики представляет собой закон сохранения
энергии, примененный к процессам, протекающим в термодинамических
системах. Этот закон можно сформулировать так: энергия изолированной
термодинамической системы остается неизменной независимо от того,
какие процессы в ней протекают. Для незамкнутого термодинамического процесса 1-2, протекающего в простейшей изолированной системе, состоящей из источника теплоты, рабочего тела и объекта работы, уравнение баланса энергии примет вид
