Список экзаменационных вопросов по термодинамике

1.Границы применимости термодинамики.

2.Термодинамическая система, внутренняя энергия, формы взаимодействия (теплота и работа), термодинамические степени свободы, термомеханическая система

3.Первое начало термодинамики и его уравнение

4.Характеристики состояния, независимые переменные, функции состояния, параметры состояния

5.Потенциалы и координаты взаимодействия, уравнения состояния, поверхность состояний.

6.Критерии стабильности, уравнение состояния идеального газа

7.Термодинамический процесс. Равновесный (обратимый) процесс. Графическое представление процесса. Уравнение процесса.

8.Наравновесность, необратимость.

9.Выражение работы и теплоты через характеристики состояния. Рабочая и тепловая диаграммы.

10.Зависимость количества теплоты и работы от характера процесса. Основное уравнение термодинамики

11.Теплоемкость. Удельная теплоемкость: массовая, объемная, молярная. Истинная и средняя теплоемкость.

12.Зависимость теплоемкости от характера процесса. Теплоемкости С_р и С_v идеального газа и связь между ними. Вычисление средней теплоемкости для интервала температур.

13.Располагаемая работа, ее выражение через параметры состояния и представление в координатах РV

14.Термодинамические процессы. Понятие политропного процесса. Анализ политропного процесса (в его частных случаях: изохорного, изобарного, изотермического, адиабатного).

15.Особенности термодинамического анализа процессов.

16.Вычисление неизмеряемых функций состояния: внутренней энергии, энтальпии, энтропии идеального газа.

17.Циклы: прямой и обратный. Термический и холодильный кпд. Цикл и теорема Карно.

18.Особенности равновесных и неравновесных превращений теплоты и работы

19.Второе начало термодинамики – закон о неравновесных (необратимых) процессах (принцип возрастания энтропии). Физический смысл аналитического выражения второго начала. Второе начало и принцип существования энтропии

20.Связь энтропии и вероятности состояния.

21.Истечение газов. Установившееся одномерное течение газов. Основное уравнение истечения. Адиабатное истечение газа из сосуда неограниченной емкости. Сопло Лаваля.

22.Абсолютная шкала температуры.

23.Метод термодинамических потенциалов.

24.Связь теории тепломассообмена и термодинамики, область применимости теории тепломассобмена.

25.Основные понятия теории тепломассообмена: поле температуры, её градиент, гипотеза Фурье. Гипотеза Ньютона. Коэффициент теплоотдачи.

26.Уравнение Фурье-Кирхгофа.

27.Условия однозначности для расчета задач теплопроводности

28.Решение уравнения Фурье-Кирхгофа для одномерных стационарных задач без источников внутреннего тепловыделения: плоская стенка с граничными условиями 1-го, 2-го и 3-го рода (постановка задачи – дифференциальное уравнение и условия однозначности, решение)

29.Решение уравнения Фурье-Кирхгофа для одномерных стационарных задач без источников внутреннего тепловыделения: цилиндрическая стенка с граничными условиями 1-го, 2-го и 3-го рода (постановка задачи – дифференциальное уравнение и условия однозначности, решение)

30.Решение уравнения Фурье-Кирхгофа для одномерной стационарной задачи с источником внутреннего тепловыделения (на примере цилиндрической геометрии)

31.Тепловое сопротивление составной плоской и цилиндрической стенки. Критическая толщина изоляции.

32.Принципы расчета нестационарной конвекции

33.Математическое описание конвективного теплообмена в среде: уравнения энергии, движения, неразрывности (без вывода).

34.Условия однозначности для расчета конвекции.

35.Применение метода анализа размерностей, π-теорема.

36.Применение теории подобия для анализа конвективного теплообмена

37.Основные критерии подобия, число Нуссельта.

38.Теплообмен излучением: определение и основные законы.