2014-02-12
1691
Термодинамический процесс - всякое изменение, происходящее в термодинамической системе и связанное с изменением хотя бы одного ее параметра состояния. Если процесс протекает достаточно медленно, то в любой момент система близка к своему равновесному состоянию. Такие процессы называются квазистатическими.
Задачи и методы исследования процессов идеального газа.
Занятие №18.
Тема 7. Термодинамические процессы идеального газа.
К основным т/д процессам относятся: изохорный, изотермический, изобарный и адиабатный.
Исследование термодинамических процессов и определение параметров влажного воздуха наиболее просто можно осуществить при помощи /, d - диаграммы, предложенной в 1918 г. проф. Диаграмма построена для барометрического давления В745 мм рт. ст., но может быть использована и при небольших - отклонениях давления от принятого. Для увеличения площади рабочей части диаграммы, т.е. расширения области ненасыщенного влажного воздуха, /, d - диаграм-ма построена в косоугольных координатах с углом 135 между осями.
|
|
|
Дляисследования термодинамических процессов используются не только pv - диаграммы. Для получения сведений об изменении величин, не отраженных на этой диаграмме, применяются и другие диаграммы, характеризующие взаимосвязь других параметров термодинамической системы.
Основными задачамиисследования термодинамических процессов являются изучение основных закономерностей изменения состояния рабочего тела в процессе и определение закона распределения энергии в данном процессе.
В задачуисследования термодинамических процессов входит а) установление закономерности изменения параметров состояния рабочего тела в процессе; б) выявление особенности превращения в рассматриваемом процессе энергии.
Для изображения иисследования термодинамических процессов целесообразно применять графические методы. Для графического изображения в термодинамике используют прямоугольную систему координат, в которой по осям абсцисс и ординат откладывают параметры состояния. Такие системы координат называются диаграммами состояния. Например, в термодинамике используют так называемую νp- дпаграмму, в которой по оси абсцисс откладывается удельный объем, по оси ординат - абсолютное давление.
Первый закон термодинамики приисследовании термодинамических процессов выражают в математической форме. Если к этому рабочему телу подвести q ккал (Дж) тепла, то состояние его изменится (увеличатся температура и объем), поршень перейдет в другое положение и рабочее тело при этом совершит / кгс-м (Дж) работы. Рассмотрение этого процесса с точки зрения энергетики показывает, что вызванное в рабочем теле изменение температуры и объема приводит к изменению внутренней энергии тела. При этом разница между количеством тепла, подведенного к рабочему телу, и совершенной им работой выражает изменение внутренней энергии тела.
|
|
|
До сих пор приисследовании термодинамических процессов в поршневых компрессорах обычно ограничивались замером средних давлений и температур газа в полости всасывания и нагнетания, производительности, потребляемой мощности и снятием индикаторных диаграмм в цилиндрах компрессора.
Для всех т/д процессов устанавливается общий метод исследования, который заключается в следующем:
· выводится уравнение процесса кривой Pυ и TS – диаграммах;
· устанавливается зависимость между основными параметрами рабочего тела в начале и конце процесса;
· определяется изменение внутренней энергии по формуле, справедливой для всех процессов идеального газа:
Du = сvм|0t2·t2 - сvм|0t1·t1. (1)
или при постоянной теплоемкости DU = m·сv·(t2 - t1); (2)
вычисляется работа: L = P·(V2 – V1); (3)
определяется количество теплоты, участвующее в процессе: q = cx·(t2- t1); (4)
определяется изменение энтальпии по формуле, справедливой для всех процессов идеального газа:
Di = (i2 – i1) = сpм|0t2·t2 – сpм|0t1·t1, (5)
или при постоянной теплоемкости: Di = сp·(t2 – t1); (6)
определяется изменение энтропии:
Ds = cv·ln(T2/T1) + R·ln(υ 2/υ 1); (7)
Ds = cp·ln(T2/T1) - R·ln(P2/P1); (8)
Ds = cv·ln(T2/T1) + cp·ln(υ 2/υ 1). (9)
Все процессы рассматриваются как обратимые.
