Файл: В.В. Назаревич Параметры и функции состояния рабочего тела. Приборы для измерения параметров состояния.pdf

23

Эксергия как функция состояния весьма удобна для определения термодинамического совершенства любого теплового аппарата или его отдельных частей. Термодинамический анализ даёт более правильное представление об эффективности работы исследуемой тепловой машины.

5.ФУНКЦИИ ПРОЦЕССА

5.1.Характер протекания термодинамических процессов определяется функциями процесса, к которым относятся работа и теплота.

Функции процесса зависят не только от начального и конечного состояния вещества, но и от промежуточных значений параметров состояния в течение рассматриваемого процесса.

Теплота и работа представляют собой две единственно возможные передачи энергии от одного тела к другому.

5.2.Теплота – это конечный результат внутреннего или внешнего микропроцессов теплообменов. Теплота появляется лишь тогда, когда при наличии разности температур начинается процесс перехода внутренней энергии беспорядочного движения микрочастиц от одного тела

кдругому.

Количество теплоты, полученное (отданное) телом, можно определить калориметрическим путём или как произведение теплоёмкости C и массы вещества M на разность температур:

∆Q =CM∆T .

Понятие энтропии позволяет ввести чрезвычайно удобную для термодинамических расчётов T −S -диаграмму, на которой (как и на P −V -диаграмме)состояние термодинамический системы изображается точкой, а равновесный термодинамический процесс линией (рис.21).

Очевидно, что в T −S -диаграмме элементарная теплота процессы δq изображается элементарной площадкой с высотой T и основанием

dS , а площадь, ограниченная линией процесса, крайними ординатами и осью абсцисс, эквивалентна теплоте процесса.

5.3. Работа – макропроцесс передачи энергии в форме направленного движения одного тела другому (рис.22).

P 1

P = f(V)

l 2

Рис. 22. Графическое изображение работы в координатах P −V

В термодинамике передача энергии в форме работы может протекать двумя способами:

а) работой, связанной с изменением объёма рабочего тела. Эту работу называют работой расширения, работой газа или положительной работой:

l = ∫VV12PdV ;

25

б) работой, связанной с изменением внешней кинетической энергии без изменения объёма. В этом случае совершается работа внешних сил над рабочим телом. Этот вид работы называют работой над газом, отрицательной работой или располагаемой работой:

l = ∫PP12PdV .

Суммарное количество теплоты и работы определяет количество энергии, переданное в процессе энергообмена от одного тела к другому.

Работа характеризует упорядоченную форму обмена энергией с окружающей средой, при этом в системе всегда имеют место направленные макроскопические перемещения. Работа имеет размерность энергии и измеряется в джоулях (Дж). Величину L , отнесённую к массе рабочего тела, называют удельной работой, обозначают l и измеряют в Дж/кг.

Теплота и работа проявляются одновременно.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что изучает техническая термодинамика?

2.Что называется рабочим телом в технической термодинамике?

3.Какие термодинамические параметры относятся к основным?

4.Напишите размерность основных параметров.

5.Назовите и дайте определение функций состояния рабочего те-

ла.

6.Какими формами движения можно передавать энергию от одного тела к другому?

7.В чём состоит принципиальное отличие между теплотой и температурой?

8.Какие вы знаете температурные шкалы и какая между ними существует связь?

9.Какими приборами можно измерить давление и температуру?

10.Назовите разновидности давлений.

11.Что такое абсолютное давление и как оно определяется?

12.Какие вы знаете единицы измерения давлений, есть ли между ними связь?

26

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Кириллин В.А. Техническая термодинамика / В.А. Кириллин,

В.В. Сычев. – М.: Наука, 1979. – 512 с.

2.Чистяков С.Ф. Теплотехнические измерения и приборы / С.Ф. Чистяков, Д.В. Радун. – М.: Высш. шк., 1972. – 264 с.

3.Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. –

М.: Высш. шк., 1980. – 469 с.

4.Андрющенко А.И. Основы технической термодинамики реальных процессов. – М.: Высш. шк., 1975. – 264 с.

27

Составители Владимир Владимирович Назаревич

Сергей Юрьевич Харченко

ПАРАМЕТРЫ И ФУНКЦИИ СОСТОЯНИЯ РАБОЧЕГО ТЕЛА. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ

Методические указания к лабораторной работе по курсам: «Термодинамика» и «Теплоснабжение и тепловое хозяйство шахт» для студентов специальности 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство», специальности 170100 «Горные машины и оборудование»

Редактор Е.Л. Наркевич

ИД № 06536 от 16.01.02

Подписано в печать 25.12.2000. Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 1,8. Тираж 75 экз. Заказ

ГУ Кузбасский государственный технический университет. 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография ГУ Кузбасский государственный технический университет. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4а.