Первый закон термодинамики и его приложения Кошкин В.К. Михайлова Т.В. (1013626), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В отличие от газов пары прн сравнительно незначительных изменениях своего состояния могут переходить в капельно-жидкое состояние. Поэтому пар является неустойчивым рабочим телом и сравнительыо легко меняет свое агрегатное состояние. В подавляющем большинстве современных тепловых двигателей и различного рода тепловых машин, в которых имеет место превращение теплоты н работу или обратно, в качестве ТРТ используется пар или газ.
Плазма характеризуется тем, что вецество находится пры высоких и сверхвысоких температурах в десятки, сотни тысяч и мияшзонов градусов. При таких высоких температурах молекулы и атомы газа претерпевают принципиальное изменение, они находятся при частичной или полной ионнзации. Плазма представляет собой совокупность ионов, электронов и нейтральных частиц. Плазма как ТРТ применяется в электрореактивных двигателях, магнитсгидродинамических двигателях и генераторах.
Особеннсоти плазмы как ТРТ: 1. Плазма как ТРГ интересна и важна тем, что ее получение позволяет осуществить практически неограниченную концентрацию энергии на единицу ыассы вещества. 2. Теплоемкость плазмы выше, чем у неионизованного газа, так как ее получение, т.е. процесс ионизацэи газов, тоеоует затраты значительного количества энсргии. 3. Ионно-элсктроннан плазма представляет собой смесь заряженных частиц (положительных и отрицатольных), вследствие этого на нее могут влиять ннешние магнитные и электрические полн. В зависимости от наличия положительных и отрицательных ионов, эти компоненты могут дополнительно ускоряться или тормозиться при их дэиженви от действия внешнего электромагнитного поля. Контрольная карточка 2 Контрольнан карточка 3 Вопрос Ответ 1.
Под ТРГ понимается 1 - газообразное тело; 2 — непрерывное однородное физическое тело, ззполняюцее несь объем, ему йредназначенный; 3 — кндкае вещество; 4 - твердое вещество. 2. В каком газовом состоянии может находиться ТРТР н любом из четырех состояний вещестна (жидком, твердом, газообразном, плазменном); н газообразыом; в жидком и газообразном; в тзердом. м /кг Р2322Е у (1.2) масса единицы объема, 3 С '22 2 (1.3) (1.4) температуры и дзлле- (1. 5) (1 6) Те о намнчеокие па ет ы состонния бочего тела Термодинамические параметры это величиьп2, служащие или для характеристики состояния рабочего тела (параметры состояния), или для характеристики процесса, происходящего с ТРТ (параметры процесса). К параметрам состояния, кото(ымн определяются свойства однородных тел относятся.
Удельнын объем ТРТ. Если Р' - Общин объем тела, а (, — его масса, то удельным объемом называется сйьем единицы массы вещества: Следовательно, (Р=Р2 б,х м 3 Величина, обратная удельному объему, т.е. называется плотностью Р вещества: следоиательно, (2 (з = 1. В общем случае д' и р являются функцией Давление. Данление газа (при его равновесном состоянии) численно равно силе, действующей на единицу поверхности н направленной по ыорцали к стенкам оболочки, в которой заключен газ. Для измерения давления прнмеяяются различные единицы: техническая атмосфера, физическая атмоорера, маллнметры ртутного н подяыого столбов, бар, ньютон на квадратный метр и др.
Числовые соотношения между различными единицами измерения данления приводятся в табл. 1.1. Дця измерения давления применяются приборы — манометры, вакууыметры и баромет(и2. Барометры п(юменнются для измерения атмосферного давления; манометры для измерения избыточного, сверхатмосферного давления; вакуумметры - для Р измерения давления меньше атмосбюрного. Устройстло манометров и прин- Р Р ципы их действия могут быть различными, но все они показынают избыток измеряемого давления нед атмосфер- й Р2 2 2 ным. Вакуумметр показывает величину избытка атмосферного давления нзд абсолютным давлением. Для ил- Рис, 1 люстрации понятия абсолютного давления рассмотрим следующий п)хпцер (рис.
1). Пусть дана зависимость ф=Р'/Ъ) для какого-либо процесса. Обозначим давление окружающей среды (барометрическое давление) через ру, данление по манометру с22, давление по закууыметру ру. Тогда абсолютное давление, т.е. давление, отсчитызаемое от абсолютной пуототы, будет рвано для ~очки 1 р,з, =,х2я -~-р~ для точка 2 у2сЛР=Яб "РВ ° 1с О! 1! Яффа о1 Ю н се с ! оЪ Сс о н ЪО СО о СО ОЪ о Кантрольны карточка 4 СО оъ Ю 1' Ю 1 са О ОЪ Н со о'ъ сО Ю Ю ОЪ о Со оъ ОЪ н о н н сО 1 Ю и Ответ РОГО = рГ 'реемел ъ рене = РГ Аумеру 3 - Ракс Риумер, 1. Как определить абсолютное давление, если оно нике атмосферногот СО СЪ Ю Ю о н СО О! и СО о! о Ю С» Ю н е ОЪ Н н ю о н и се съ оъ о н ОЪ н РоКс =Рб о Реумерь 2 — РаГс =Рà — Ре/мер, 3 РОГс =Рсс/мер .
2. Как определить абсолютное давление, если оно нише атмосфернагоо оо 1 Ю н о о со и! о н со Н Й 'о н о ос о о !О 1 — 7,05 кгс/сы2 ' 2 - 8 кгс/си2; 3 — 8,95 кгс/сы2' 3. Чему равно абсолютное давление пара в котле, если показание ртутного барометра равно 700 мм рт.ст., а манометр парового котла показывает 8 кгс/сы2? со ОЪ сО СЪ и оъ оЪ н н СЪ оъ оъ Б н ОЪ Н н Ю Ю н н Ю о Ю Ю н о О СЪ Ю о о, ся с ОЪ и О н н ОЪ ОЪ со 1 оъ о н н СО со н о сз н н 104 Н/м2, 2 — 9,81 оар; 3 — 10 кгс/ы2; 4 — 735,5 мм рт.
от.; 5 — 10 мм вод. ст. 4 О н о н ОЪ -О О'Ъ съ о о 4. Какое из следушших значений неверноо техническая атмосфера соответстнует... И Ю а ЪО Ю н 1' Ю оъ Ю н Са С,! СО ОЪ СО са оо СО СО ОЪ о н ОЪ! Н 1О 1со1 М, о н СЪ сч Ю ссъ СО 1 оъ и О е н оз ! и!.а Оъ и о Оъ сс СЪ СО н ОЪ оо о н 1 оо о'с ос Д о' оШ со о С- м Ц'Ъ СО СЪ 1 са 1 о оъ ю н " н н ОЪ ОЪ О н ОЪ с- Ю н О со н и 1 О ож о Й $И,Ж н О О с Х н н н 10 Температура рабоЧЕго теЛа. Несмотря на некоторые прмвычные представления о температуре и способах ее измерения само понятие с температуре является одним из самых сложных физических представлений. 'Гела облацзют равной температурой, если они находятся в тепловом равновесии.
Температура более нагретого тела вышо. Таким абразом температура определяет направление теплового потока. Разность температур тел определяет меру их отклонения от теплового равновесия друг с другом. Температура есть мера нагретости тела. Поскольку для полного количественного определеяк температуры указанны признаков недостаточно, то приходится обрзщатьоя к косвенным методам. Большой и разносторонний опыт накопленный наукой, показывает, что большинство тел от нагревания расширяютсн, а от охлакдения сымаются. Объем твердого илл жидкого тела остается постоянным, если оста- 11 )ав й»в )Р ,Э 2»аар а а аа*аа» 'п сгв а' а с ааа' а,ша э ааа вва р»а аш ~ .
-вав,б в м , р-ааа н) Рис. 2 Контрольнан карточка 5 Ответ Вопрос 1 - мерв отклонения тела от теплоного раныовесия его с другиыи телами; 2 — мера отклонения те' от теплового разновескь тающим льдом при Р = 76С мы рт. ст; 3 — мера теплового дзижения частиц тела. 1. Основное определеьзве понятия температуры.
(1.7) 13 12 ется неизменным его тепловое состояние, его температура. Кроме того, хорошо иэнестыо, что с изменением температуры ыеняются и другие физические свойства тел: упругость, прочность, инакость, электропроиодность, магнитнан проницаемость, оптические сиойстна и др. Поэтому изменения всех этих величин могут служить указателвца (индикаторами) изменения температуры. Измерение температуры основано на следующем общеиээестном опытном факте: если дна тела, взятых порознь, находятся в тепловом равновесии при соп)хвкссноненыи с третьим телом, то можно утверждать, что нсе три тела имеют одну и ту же температуру. Прибор, э котором изменение объема тела служит мерой изменения температуры этого телавназынается термометром.
Существуют дэе температурные шкалы: эмпирическая шкала температур А ; абсолютная термодинамическая шкала температур Т. Эмпирической температурой называется мера отклоыения тела от состояния теплового разновесия с тающим льдом, находящимся под данлением и одну физическую атмосферу. Числовая величина эмпирической теыпературы тела измеряется посредством термометров: ртутных, спиртовых, газовых и др. Ллн определения температуры на термометре сначала наносятся исходные определнющие точки — реперы, отнечающие практически воспроизводиввм устойчиэым теплоным состояниям.
У обычных те(звометроз реперами являются таянье льда (ОоС) и кипение води (100оС) при данлении в одыу фшэическую атмосферу. В технике нашла применение снедуюшие эмпиршческие шкалы термометров: цельсия, Фаренгейта, Реомюра ( ~С, аА', е»7 ), температурный интервал в этих ккзлех разделен соответственыо на 100, 180 и 80 частей (рис. 2). Реперные точки в шкалах "С, еА' ',Д обозначены цифрамн 0 и 100, 32 и 212, О и 80.
Основной едийицей температу)ш яиянется градус, цена деления которого разная в различных шкалах. Сняэь между различными температурными шкалами определяется из следуващей пропорции. Например, для стогрэдусной шкалы и шкалы Фаренгейта имеем — — — ь С вЂ” (1 Р -32) . с С хна к» .к э ь»'-32 яО у .д Абсолютная термодинамическая шкала определяется при помощи тройной точки воды в качестве основной реперной точки.
Этой точке присвоено точное зяаченае 273,15 К. Нижней граыицей шкалы слупит точка абсолютного нуля температуры. Градус абсолютной термодикзмической шкалы обозначается К. Стогракуснея международная шкала является практическим осущесто нлением стограпуснсй термодинамической шкалы, у которой О С к точке таяния льда, а 100оС н точке кипения воды. Стограпуснея международаая шкала температур практически соипэдает с шкалой цельсия. В стограпусной международной температурной шкале температура обозначается - 8 оС ( б - градусов стоградусной .калы) . Таким образом, абсолютная термодинамическая температура Т.К связана со стоградусной температуркой шкалой соотношением т = з ос + 273,15 к или приближенно т = з ос т 273,к, (1Я) Те мо намическая система Эти три параметра (дсг, Т ) и явюпстся основными термодинамическими параметрасли состояния.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
