Выражение 1-ого закона термодинамики для различных процессов.

Изохорный процесс (v=const) совершается в герметично закрытом сосуде при нагрева­нии или охлаждении газа. В изохорном процес­се давление газа изменяется прямо пропорционально его абсолютной t и вся подведенная теплота идет на увеличение внутр. энергии. q_v=C_vm(T₂-T₁)

Изобарный процесс (р=const) - по­догрев воздуха в топках и нагревания воздуха в поме­щении практически могут рассматриваться как изобар­ные. В изобарном процессе объем изменяется прямо про­порционально его абсолютной t. Сообщенное тепло идёт на изменение внутренней энергии и совершение системой работы

q_p=C_pm(T₂-T₁).

Изотермический процесс (T=const). В ко­ординатах р-v этот процесс изображается равнобочной гиперболой. Отношение абсолютных давлений обратно пропорцианально отношению обьёмов.

Вся теплота, сообщенная телу, расходуется на совершение внешней мех. работы.

Адиабатный процесс. Необходимым и опре­деляющим условием адиабатного процесса является ана­литическое выражение dq=0 означающее полное отсут­ствие теплообмена. Работа при адиабатном расширении происходит вследствии изменения внутр. энергии рабочего тела.

10. Круговые циклы. Термодин. и холодильный коэф.

Для работы любого теплового двигателя необходимо, чтобы рабочее тело, с помощью которого тепловая энергия превращается в ра­боту, совершило замкнутый процесс и возвратилось в свое первоначальное состояние. Этот замкнутый про­цесс называется круговым процессом, или циклом. Рассмотрим цикл в координатах р-v. Допустим, что на участке 1-а- 2 цикла к рабочему те­лу подводится теплота q1, а на участке 2- б-1 от него отводится теплота q2. На участке 1- а-2 данного цикла рабочее тело расширяется и производит при этом поло­жительную работу расширения 1- а-2-3-4-1. На другом участке рабочее тело сжимается по линии 2-б- 1с затратой работы сжатия, выраженной площадью 2- б-1-4-3-2. После завершения цикла (в точке 1) ра­бочее тело приходит в первоначальное состояние, поэто­му параметры его, в том числе и внутренняя энергия, остаются неизменными.

q₁-q₂=q_ц=l_ц где q_ц — использованная в цикле теплота, lц — произведенная за цикл полезная работа. Работа l_Ц, произведенная за цикл, равна разности подведенного количества теплоты q₁ к ра­бочему телу в круговом процессе и отведенного от него в этом процессе количества теплоты q₂

Термический коэф. полезного действия (КПД) - отношение теплоты, превращен­ной в полезную работу, к теплоте подведенной.

Термический КПД показывает, насколько рациональ­но используется подведенная теплота в тепловом двига­теле. Мы рассмотрели цикл, который совершается в направ­лении вращения часовой стрелки. Подобные циклы назы­ваются прямыми. По прямым циклам работают все теп­ловые двигатели, как паровые, так и газовые. Если процесс будет идти в обратном направлении, т. е. против часовой стрелки, то линия сжатия будет вы­ше линии расширения. В этом случае работа, ограничен­ная контуром цикла, затрачивается на его осуществле­ние. Такие циклы называются обратными. В обратном цикле положительная работа 1— а — 2 — 3 — 4 —1 меньше отрицательной 2 — б —1— 4 — 3 — 2, поэтому полезная рабо­та не производится, а наоборот, затрачивается работа (- l_Ц) отпостороннего источника энергии. Обратные циклы осуществляются в холодильных установках и тепловых насосах. Экономичность холо­дильных установок определяется холодильным коэф.:

Дата добавления: 2015-10-13