Слайд 1Техническая термодинамика
(1 часть)
1.3
Слайд 2Уравнение Майера
Энтальпия
Продифференцируем
Разделим на
Для 1 кмоля
Слайд 3Энтропия
Теплота не является функцией состояния (зависит от пути процесса)
Умножаем теплоту
на интегрирующий множитель
И назовем ее приведенной теплотой
Слайд 4Приведенная теплота при обратимом изменении состояния
газа полный дифференциал некоторой функции переменных Т и v
Клаузиус назвал
эту функцию энтропией и обозначил s; Дж/(кгК) или Дж/К
Таким образом
Слайд 5Дж/К
Энтропия – функция состояния термодинамической системы, определяемая тем, что ее
дифференциал dS при элементарном равновесном (обратимом) процессе, происходящем в этой
системе, равен отношению бесконечно малого количества теплоты Q, сообщенного системе, к термодинамической температуре системы
Слайд 6II закон термодинамики
I закон утверждает, что может
Q L
и L
Q
не устанавливая условий, при которых возможны эти превращения
I закон не рассматривает вопрос о направлении теплового процесса, а не зная направления нельзя предсказать характер и результат
Слайд 7Закон, позволяющий указать направление теплового потока и устанавливающий максимально возможный
предел превращения Q L в тепловых машинах, представляет собой
II закон термодинамики
Постулат Клаузиуса: Теплота не может переходить от холодного тела к более нагретому сама собой даровым процессом (без компенсации)
Томсон: Не вся теплота, полученная от теплоотдатчика, может перейти в работу, а только некоторая ее часть, а другая часть теплоты должна перейти в теплоприемник
Слайд 8Математическое выражение
II закона термодинамики
Оценка степени необратимости (несовершенства)
Анализ процессов
Слайд 9Изменение энтропии для любого термодинамического процесса
Слайд 10Термодинамические процессы идеальных газов
К основным процессам, имеющим большое значение как
для теоретических исследований, так и для практических работ, относят
- изохорный
(v-const),
- изобарный (p-const),
- изотермический (T-const),
- адиабатный (q=0).
Слайд 11Кроме того существует группа процессов, являющихся при определенных условиях обобщающими
для основных.
Эти процессы называются политропными и характеризуются постоянством теплоемкости в
процессе.
Слайд 12Для всех процессов устанавливается общий метод исследований:
1) выводится уравнение кривой
2)
устанавливается взаимосвязь между p, v, T в начале и конце
процесса
3) определяется изменение внутренней энергии u
4) вычисляется работа изменения объема l
5) располагаемая (полезная) работа l
6) изменение энтальпии i
7) количество теплоты q
8) изменение энтропии s
Слайд 13Изохорный процесс
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Слайд 14Изобарный процесс
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Слайд 15Изотермный процесс
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Слайд 161) Из уравнений 1 закона термодинамики получим
Разделим второе на первое
уравнение
так как
Адиабатный процесс
то
Слайд 17проинтегрируем
После потенцирования имеем
Откуда получаем уравнение адиабатного процесса (адиабаты)
где k –
показатель адиабаты
Слайд 195)
6)
7)
8)
Адиабатный процесс называют изоэнтропным
Слайд 20Политропный процесс
Наряду с изобарным, изохорным, изотермическим и адиабатным процессами можно
представить еще бесконечное множество процессов, у которых имеются другие постоянные
признаки.
Всякий процесс идеального газа, в котором теплоемкость является постоянной величиной, называется политропным.
Из определения следует, что если основные термодинамические процессы (изобарный, изохорный, изотермический и адиабатный) протекают при постоянной теплоемкости, то они являются частными случаями политропного.
Для политропного процесса количество теплоты
Слайд 21Перенесем слагаемые с теплоемкостями в правую сторону,
вынесем dT за
скобки,
разделим второе уравнение на первое
обозначим
Слайд 22проинтегрируем
После потенцирования имеем
Откуда получаем уравнение политропного процесса (политропы)
где n –
показатель политропы
Слайд 23Из уравнений
Найдем теплоемкость политропного процесса
Показатель политропы и теплоемкость для процессов
Слайд 26m или n на рис.
показатель политропы