Материал: Д6901 Митропов ВВ Расчет и сопостановление основных термодин процессов

где pизб – избыточное (или манометрическое) давление; pвак – показание вакуумметра (вакуум или разрежение); pбар – атмосферное (или барометрическое) давление.

Соотношение между различными единицами давления:

1 Па = 10 –5 бар = 7,502∙10 –3 мм рт.ст. = 0,102 мм вод.ст.

При измерении давления ртутными приборами их показания необходимо приводить к 0 оС:

p0 p 1 0, 000172t ,

где p0 – показание прибора, приведенное, к 0 оС, мм рт.ст.; p – действительная высота ртутного столба при температуре воздуха t, оС; 0,000172 – коэффициент объемного расширения ртути.

Температура (t, T) – это мера нагретости тела. Температуру можно рассматривать как параметр, одинаковый у частей термодинамической системы, находящихся в состоянии термического равновесия. По действующему стандарту приняты две температурные шкалы – термодинамическая и международная температурная шкала. Отсчеты по каждой из этих шкал можно выразить либо в кельвинах (T, [K]), либо в градусах Цельсия (t, [оС]). Соотношение между температурами, выраженными в кельвинах и градусах Цельсия, имеет вид

Tt 273,15.

Внекоторых странах для измерения температуры применяют шкалу Фаренгейта. Для перевода показаний этой шкалы в градусы Цельсия и обратно служит соотношение

Энтальпия. В термодинамике во многих случаях применяется не внутренняя энергия, а другой параметр – энтальпия, которая представляет собой

h u pv ,

6

где pv – потенциальная энергия давления, представляет собой работу, которую надо затратить, чтобы ввести рассматриваемое тело с объемом v в среду, имеющую давление p.

Каждая величина, входящая в выражение энтальпии, – параметр состояния, значит, энтальпия – параметр состояния и dh – полный дифференциал. (Полным называется дифференциал, интеграл которого не зависит от пути интегрирования, а определяется только начальным и конечным пределами интегрирования.):

2 2

dh cp dt ;

1 1

h cpm t2 t1 .

Принято считать h = 0 при t = 0 (или T = 0), тогда

Из сказанного вытекает и другое определение энтальпии. Энтальпия – это количество тепла, которое нужно подвести к

телу в изобарном процессе, чтобы перевести его из начального состояния в данное.

Энтропия так же, как и энтальпия, является параметром со-

стояния – энтропию.

Энтропия есть мера необратимости протекания термодинамических процессов.

7

ПРОЦЕССЫ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

Изохорный процесс

Процесс, происходящий без изменения объема, называется изохорным ( v const ).

Изменение внутренней энергии

u u2 u1 cvm T2 T1 .

Внешняя работа газа

dl 0, l 0 .

Количество теплоты, сообщаемое газу или отнимаемое в про-

цессе:

q u cvm T2 T1

Теплоемкость процесса: c cv . Изменение энтропии в процессе

Изображение процесса в рабочей (а) и тепловой (б) диаграммах (рис. 1).

8

Рис. 1. Изохорный процесс

Изобарный процесс

Процесс, происходящий при постоянном давлении, называется изобарным ( p const ).

Уравнение процесса

Изменение внутренней энергии

u u2 u1 cvm T2 T1 .

Внешняя работа газа

Количество теплоты, сообщаемое газу или отнимаемое в про-

цессе,

dq cp dT , q cpm T2 T1 .

Теплоемкость процесса: c cp . Изменение энтропии в процессе

9

Изображение процесса в рабочей (а) и тепловой (б) диаграммах (рис. 2).

Рис. 2. Изобарный процесс

Изотермический процесс

Процесс, происходящий при постоянной температуре, называется изотермическим (T const ).

Уравнение процесса

Изменение внутренней энергии

u u2 u1 cvm T 0, T 0 .

Внешняя работа газа

dl pdv, l RTv , dl RT dvv ,

10