Файл: 1 Параметры состояния Давления, температура, удельный объем.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 30
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1) Параметры состояния: Давления, температура, удельный объем.
Величины, которые характеризуют физическое состояние тела называются термодинамическимипараметрамисостояния.
Удельныйобъем—величина, определяемая отношением объема вещества к его массе.
Давление—с точки зрения молекулярно-кинетической теории есть средний результат ударов молекул газа, находящихся в непрерывном хаотическом движении, о стенку сосуда, в котором заключен газ.
Р = F / S , [Па] = [Н/м2]
Teмnepamypa—характеризует степень нагретости тел, представляет собой меру средней кинетической энергии поступательного движения его молекул. Чем больше средняя скорость движения, тем выше температура тела.
За т/д параметр состояния системы принимают термодинамическую meмnepamypy(Т), т.е. абсолютную температуру. Она всегда положительна, при температуре абсолютного нуля (T=0) тепловые движения прекращаются и эта температура является началом отсчета абсолютной температуры. Абсолютная температура измеряется в градусах Кельвина (К) и рассчитывается по уравнен
Т = t + 273,5 , [К] ,
где t - температура вещества в градусах Цельсия, ‘
2) Уравнение состояние идеального газа
Уравнение состояния идеального газа можно вывести из молекулярно-кинетической теории или из
совместного рассмотрения законов Бойля-Мариотта и Гей-Люссака.
Это уравнение было выведено в 1834 г. французским физиком Клапейроном и для 1 кг массы газа имеет вид:
Р= R Т ,
3) Теплота , работа ,внутренняя энергия
-
й способ реализуется при непосредственном контакте тел, имеющих различную температуру, путем обмена кинетической энергией между молекулами соприкасающихся тел либо лучистым переносом внутренней энергии излучающих тел путем э/м волн. При этом энергия передается от более нагретого к менее нагретому.
Количество энергии, переданной 1-м способом от одного тела к другому, называется
количествомтеплоты—Q [Дж], а способ — передача энергии в форметеплоты.
-
й способ связан с наличием силовых полей или внешнего давления. Для передачи энергии этим способом тело должно либо передвигаться в силовом поле, либо изменять свой объем под действием внешнего давления, То есть передачи энергии происходит при условии перемещения всего тела или его части в пространстве. При этом количество переданной энергии называется работой—L [Дж], а способ передача энергии в умеработы.
Количество энергии, полученное телом в форме работы называется работойсовершенной
надтелом,а отданную энергию — затраченнойтеломработой.
В общем случае
внутренней энергией называется совокупность всех видов энергий, заключенной в теле или системе тел. Эту энергию можно представить как сумму отдельных видов энергий: кинетической энергии молекул (поступательного и вращательного движения молекул); колебательного движения атомов в самой молекуле; энергии электронов; внутриядерной энергии; энергии взаимодействия между ядром молекулы и электронами; потенциальной энергии молекул.
Внутренняя энергия U [Дж] является функцией двух основных параметров состояния газа, т.е. U = f(Р,Т), U = f(u ,Т) U= f(P,u).
4) Круговой процесс (ЦИКЛ)
Круговым процессом или циклом называется такой процесс, при котором термодинамическая система после ряда последовательных преобразований вновь возвращается в исходное состояние (рис.15). Круговые процессы лежат в основе действия всех тепловых двигателей.
5) Цикл Карно
Циклом Карно называется круговой цикл, состоящий из 2-х изотермических и из 2-х адиабатных процессов. Обратимый цикл Карно в p,u- и T,s- диаграммах показан на рис.3.1.
Обратимый цикл Карно в р,п-(о)
и F, s- [d)диаграммах
1-2 — обратимое адиабатное расширение при si=Const. Температура уменьшается от Tt до
Т 2-
2-3 — изотермическое сжатие, отвод теплоты q2 к холодному источнику от рабочего тела. 3-4 — обратимое адиабатное сжатие при
s2' Const. Температура повышается от Тз до T4
4-1 — изотермическое расширение, подвод теплоты qt к горячего источника к рабочему
телу.
Основной характеристикой любого цикла является термическийкоэффициентполезногодействия {х.к.п.д.).
6)Газовые смеси, способы задания, вычисление параметров состояния, кажущейся молекулярной массы и газовой постоянной смеси, определение парциальных давлений.
Газовойсмесьюпонимается смесь отдельных газов, вступающих между собой ни в какие химические реакции. Каждый газ (компонент) в смеси независимо от других газов полностью сохраняет все свои свойства и ведет себя так, как если бы он один занимал весь объем смеси.
Способы задания смеси. Состав газовой смеси может быть задан массовыми, объемными или мольными долями.
Массовой долей называется отношение массы отдельного компонента
Mi к массе смеси М: gi= Mi/M.
Массовые доли часто задаются в процентах. Например, для сухого воздуха gN2«77%; gO2«23%.
Объемная доля представляет собой отношение приведенного объема газа V, к полному объему смеси V:ri=Vi/V
Молярную массу смеси можно определить следующим образом. или Полученное значение называется кажущейся, или условной, молярной массой смеси. Эта величина широко применяется в расчетах газовых смесей. Если молярная масса смеси найдена, то можно найти газовую постоянную смеси .
Парциальноедавление—это давление, которое имел бы каждый газ, входящий в состав смеси, если бы этот газ находился один в том же количестве, в том же объеме и при той же температуре, что
и в смеси.
7) Первое начало термодинамики (первый закон). Сущность первого закона термодинамики, формулировки, аналитическое выражение.
Первый закон термодинамики утверждает, что теплота может превращаться в работу, а работа в теплоту и не устанавливает условий, при которых возможны эти превращения. Превращение работы в теплоту происходит всегда полностью и безусловно. Обратный процесс превращения теплоты в работу при непрерывном её переходе возможен только при определенных условиях и не полностью. Теплота сам собой может переходит от более нагретых тел к холодным. Переход теплоты от холодных тел к нагретым сам собой не происходит. Для этого нужно затратить дополнительную энергию.
Таким образом для полного анализа явления и процессов необходимо иметь кроме первого закона термодинамики еще дополнительную закономерность. Этим законом является второйзаконтермодинамики.Он устанавливает, возможен или невозможен тот или иной процесс, в каком направлении протекает процесс, когда достигается термодинамическое равновесие и при каких условиях можно получить максимальную работу.
Формулировки второго закона термодинамики.
Для существования теплового двигателя необходимы 2 источника — горячийисточникихолодныйисточник(окружающая среда). Если тепловой двигатель работает только от одного источника то он называется вечнымдвигателем2-города.